对不起,相交链表,我做的有点不浪漫。

简介: 对不起,相交链表,我做的有点不浪漫。

大家好呀,我是直男蛋。


今天来做相交链,这道题本来是难度简单的水题,但是有两个奇怪点把我给整楞了。


一个就是题意,另一个就是解题方式,感觉直接把我的直男属性给暴露了。


具体的到下面细聊,现在先开始看题。

640.png

   LeetCode 160:相交链表


题意


给出两个单链表的头节点,找出两个单链表相交的起始节点。


示例

640.png

提示


题目保证不存在环。


len(listA) = m, len(listB) = n

0 <= m, n <= 3 * 10^4

1 <= Node.val <= 10^5

0 <= skipA <= m, 0 <= skipB <= n


题目解析


在说我的解法之前,我先来说一下文章开头我说的是啥意思。


这个题目一开始题意给我看楞了,不看示例,打眼看上去还以为是找数值相等的节点。


估计很多臭宝容易看懵,这道题其实是找相交节点的指针(即同一节点,引用完全相同),而不是单纯遍历找第一个数值相同的节点,这点大家要搞清楚。


光这个出题的题意,我感觉就得值个难度 hard!

640.jpg


其实搞清楚了题意,稍微一想解法就能出来。


在我劈里啪啦的敲完代码然后 AC 的时候,随意点开了力扣的题解区,官方的题解给我看楞了。


虽然用了双指针,但是它的解法楞是用上了数学的思想。


怕你们在做的时候会先去看题解,然后又看不懂别人怎么个思想,所以这里就给臭宝们讲一下“浪漫”的做法

640.png

官方的方法是:


  • 链表 A 的指针 flagA 从链表 A 的头节点开始遍历完链表 A,再遍历链表 B
  • 链表 B 的指针 flagB 从链表 B 的头节点开始遍历完链表 B,再遍历链表 A


这样的话就消除了链表 A 和 B 的长度差。


假设链表 A 长度为 a,链表 B 长度为 b,两个链表相交的部分长度为 c。


当走到相交节点时:


  • flagA 走过的长度为:a + (b - c)
  • flagB 走过的长度为:b + (a - c)


这种做法,不管两个指针是否相交,他们走过的长度都是一样的,所以就有了公式:


a + (b - c) = b + (a - c)


若两个链表能相交,那么 c > 0,两个指针同时指向相交节点。

若两个链表不相交,那么 c = 0,两个指针同时指向 Null。


是不是很巧妙的做法,时间复杂度 O(n+m),空间复杂度为 O(1)。


看了一下评论,浪漫气息弥漫:


image.png

看到这我应该非常肯定自己是个废物了。


本应该拍手称快,但是这解法属实让我愣了:这还是一道简单题?


我感觉我等凡人,不在草稿纸上划拉划拉,一下子也看不懂它的题解是什么意思,更不用说在面试或者比赛中想出这样的解法了。


好了,这个解法就说到这吧。


下面,该是本直男蛋的做法了,比起人家的解法我这简直是俗不可耐,但保证看一眼就能看明白。


我也用到了双指针,不过我是从屁股开始的。

640.jpg


你想,如果两个链表相交的话,那必定有一段公共段


既然有这个前提,那公共段以前的对比那是白送的无用功。


让长链表先走“两个链表长度的差值”,然后链表从长度相同的位置开始同步向后遍历。


找到相交节点,则返回节点,如果没相交节点的话,两个指针都指向 Null。


光这么说可能不好理解,下面来看图解。


图解


我以 listA = [0, 9, 1, 2, 4]、listB = [3, 2, 4] 为例,相交节点的值为 2。


指向 listA 和 listB 的指针分别为 flagA 和 flagB,两个链表的长度分别用 lenA 和 lenB 表示。


首先初始化两个指针和链表长度。

640.png

# 初始化headA、headB的指针和长度
flagA, flagB = headA, headB
lenA, lenB = 0, 0

然后计算两个链表长度的差值

# 求链表 A 的长度
while flagA:
    flagA = flagA.next
    lenA += 1
# 求链表 B 的长度
while flagB:
    flagB = flagB.next
    lenB += 1


在本例中,链表 A 比链表 B 长,差值为 2,所以链表 B 的指针 flagB 移动差值的距离。

640.png

# 当A是长链表,则指针flagA后移到和B链表同等长度的位置上。
if lenA > lenB:
    d_value = lenA - lenB
    while d_value:
        flagA = flagA.next
        d_value -= 1


之后 flagA 和 flagB 同时向后遍历。


flagA = flagA.next
flagB = flagB.next


如果找到 flagA 和 flagB 指向相同,即相遇,则返回指针,否则继续遍历,直到两个指针都指向 Null,表明没有交点。


本例中相遇节点为 2。

640.png


 if flagA == flagB:
      return flagA

我这个解法比起人家那个浪漫的确实 low 了点,但是复杂度上完全不输。


链表 headA 和 headB 各遍历了一遍,时间复杂度同样为 O(n + m)


同时也没整额外的存储,空间复杂度为 O(1)


我要骄傲了呀。

640.jpg

代码实现


Python 代码实现


为了让大家看明白点,代码我用了最简单粗暴的形式写的,一点炫技都没加,保证能看懂。

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
class Solution:
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
        # 链表A和B任一为空,链表不相交
        if not headA or not headB:
            return None
        # 初始化headA、headB的指针和长度
        flagA, flagB = headA, headB
        lenA, lenB = 0, 0
        # 求链表 A 的长度
        while flagA:
            flagA = flagA.next
            lenA += 1
        # 求链表 B 的长度
        while flagB:
            flagB = flagB.next
            lenB += 1
        # 重新指向表头
        flagA, flagB = headA, headB
        # 为了让大家看的明白点,我就不用华丽花哨的写法了,用最笨的写法表示。
        # 当A是长链表,则指针flagA后移到和B链表同等长度的位置上。
        if lenA > lenB:
            d_value = lenA - lenB
            while d_value:
                flagA = flagA.next
                d_value -= 1
        # 当B是长链表,则指针flagB后移到和A链表同等长度的位置上。
        else:
            d_value = lenB - lenA
            while d_value:
                flagB = flagB.next
                d_value -= 1
        # 然后两个指针flagA和flagB同时遍历
        while flagA:
            if flagA == flagB:
                return flagA
            else:
                flagA = flagA.next
                flagB = flagB.next
        # 如果没有相遇,返回 None
        return None

Java 代码实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode curA = headA;
        ListNode curB = headB;
        int lenA = 0, lenB = 0;
        while (curA != null) { // 求链表A的长度
            lenA++;
            curA = curA.next;
        }
        while (curB != null) { // 求链表B的长度
            lenB++;
            curB = curB.next;
        }
        curA = headA;
        curB = headB;
        // 让curA为最长链表的头,lenA为其长度
        if (lenB > lenA) {
            //1. swap (lenA, lenB);
            int tmpLen = lenA;
            lenA = lenB;
            lenB = tmpLen;
            //2. swap (curA, curB);
            ListNode tmpNode = curA;
            curA = curB;
            curB = tmpNode;
        }
        // 求长度差
        int gap = lenA - lenB;
        // 让curA和curB在同一起点上(末尾位置对齐)
        while (gap-- > 0) {
            curA = curA.next;
        }
        // 遍历curA 和 curB,遇到相同则直接返回
        while (curA != null) {
            if (curA == curB) {
                return curA;
            }
            curA = curA.next;
            curB = curB.next;
        }
        return null;
    }
}

图解相交链表到这就结束了,可算写完了,差点写的累死。


没想到没被题困住,差点被题意堵死。


道理明白了就好啦,重要的是解题思路,而不是题本身,这次讲的这两个思路都蛮有意思的,大家细细揣摩。


揣摩之前先点赞在看,养成好习惯,有问题留言区见。


我是蛋蛋,我们下次见!


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