LCR 171.链表中第一个公共节点

难度:🟢 简单

标签哈希表链表双指针

链接LCR 171. 链表中第一个公共节点 (剑指 Offer 52. 两个链表的第一个公共节点)

题目描述

给定两个单链表的头节点 headAheadB ,请找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点,返回 null

题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。

注意,函数返回结果后,链表必须 保持其原始结构

示例 1:

输入:intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出:Intersected at '8'
解释:相交节点的值为 8 (注意,如果两个链表相交则必须从相交节点开始往后完全相同)。

示例 2:

输入:intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出:Intersected at '2'

示例 3:

输入:intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出:null
解释:两个链表不相交,因此返回 null 。

解题思路

核心思想

本题最巧妙的解法是利用 双指针 走过相同的路程,最终在相交点相遇。我们可以设想有两个人(指针 pApB)分别从两条链表的头节点 headAheadB 出发。当一个人走完自己的路(到达 null)时,就立刻切换到对方的起点继续走。

  • pA 的路径:A 链 -> B 链

  • pB 的路径:B 链 -> A 链

如果两个链表相交,设 A 的非相交部分长度为 a,B 的非相交部分长度为 b,相交部分长度为 c。那么:

  • pAa+c 到达相交点时,pB 走了 b+c

  • pA 切换到 headB 后,再走 b 步到达相交点,总路程为 a+c+b

  • pB 切换到 headA 后,再走 a 步到达相交点,总路程为 b+c+a。 因为总路程相同,所以它们必然会在相交点相遇。如果两链表不相交,他们会同时走完 A链+B链 的长度,最终同时变为 null 并在 null 处“相遇”。

思路选择

双指针法 是解决此问题的最优解,因为它空间复杂度为 O(1),且代码非常简洁优雅。

关键步骤

  1. 处理边界情况:如果任一链表为空,则不可能相交,返回 null

  2. 初始化指针:创建两个指针,pA = headApB = headB

  3. 循环遍历:当 pApB 不相等时,持续循环。 a. 移动 pA:如果 pA 不为 null,则 pA = pA.next;如果 pAnull(走完了 A 链),则让它切换到 B 链的头部,即 pA = headB。 b. 移动 pB:如果 pB 不为 null,则 pB = pB.next;如果 pBnull(走完了 B 链),则让它切换到 A 链的头部,即 pB = headA

  4. 返回结果:当循环结束时,pApB 相等,此时它们共同指向的节点就是相交节点。如果两链表不相交,它们会同时变为 null,此时返回 null 也符合题意。

代码实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val) {
 * this.val = val;
 * this.next = null;
 * }
 */

/**
 * @param {ListNode} headA
 * @param {ListNode} headB
 * @return {ListNode}
 */
var getIntersectionNode = function (headA, headB) {
    if (headA === null || headB === null) {
        return null;
    }

    let pA = headA, pB = headB;

    while (pA !== pB) {
        // 如果 pA 到达末尾,则切换到 headB;否则,走一步
        pA = pA ? pA.next : headB;
        // 如果 pB 到达末尾,则切换到 headA;否则,走一步
        pB = pB ? pB.next : headA;
    }

    // 返回相遇点,如果无交点,则此时 pA 和 pB 都为 null
    return pA;
};

复杂度分析

  • 时间复杂度O(m + n) 其中 m 和 n 分别是两个链表的长度。在最坏的情况下(无交点),每个指针都需要遍历两个链表一次。

  • 空间复杂度O(1) 我们只使用了 pApB 两个额外指针,空间消耗是恒定的。

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总结

本题的双指针解法是一个非常精妙的设计,它通过让两个指针走过“对称”的路径 (A+BB+A) 来消除长度差,从而保证它们如果能在非 null 处相遇,该点必然是第一个交点。这个思路值得深入理解和学习。

Copyright © Jun 2025 all right reserved,powered by Gitbook该文件修订时间: 2025-07-03 17:35:08

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