两个单链表,找第一个公共结点
题目描述:输入两个链表,找出它们的第一个公共结点。
节点类:
public class ListNode {
int val;
ListNode next = null;
ListNode(int val) {
this.val = val;
}
}
问题分析:
首先要理解什么是公共节点,并不是两个节点的值相同就是公共节点。
而是在第一链表和第二链表中都存在一个节点,该节点往后的子链表在两个链表中是相同的。
如下图中链表6 - 7就是两个链表的公共链表,而节点6就是第一个公共节点。
方法一:穷举遍历
最直观就是暴力法,在第一链表上顺序遍历每个节点,每遍历到一个节点,就在第二个链表上顺序遍历每个节点。如果在第二个链表上有一个节点和第一个链表上的节点一样,则说明两个链表在这个节点上重合,但是这种方法的时间复杂度为 O(m∗n)(第一个链表长度为m,第二个链表的长度为n)
方法二:栈顶实现
如果两个链表存在公共节点,那么公共节点出现在两个链表的尾部。
如果我们从两个链表的尾部开始往前比较,那么最后一个相同的节点就是我们要找的节点。但是这两个链表是单向的,要实现尾节点最先比较,我们可以借助两个辅助栈。分别将两个链表的节点放入两个栈中,这样栈顶就是两个链表的尾节点,比较两个栈顶节点是否相同,如果相同,将栈顶弹出比较下一个栈顶,直到找到最后一个相同的栈顶。
时间复杂度 O(m + n)
public ListNode FindFirstCommonNode(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
if(pHead1 == null || pHead2 == null) {
return null;
}
Stack<ListNode> pStack1 = new Stack<ListNode>();
Stack<ListNode> pStack2 = new Stack<ListNode>();
while(pHead1 != null) {
pStack1.add(pHead1);
pHead1 = pHead1.next;
}
while(pHead2 != null) {
pStack2.add(pHead2);
pHead2 = pHead2.next;
}
ListNode temp = null;
while(!pStack1.isEmpty() && !pStack2.isEmpty()) {
ListNode pH1 = pStack1.pop();
ListNode pH2 = pStack2.pop();
if(pH1.val == pH2.val) {
temp = pH1;
}
else {
break;
}
}
return temp;
}
方法三:先走一步,链表等长比较
先获得两个链表的长度,然后在较长的链表上先走若干步(两链表长度之差),接着同时在两个链表上遍历,找到的第一个相同的节点就是他们的第一个公共节点。时间复杂度O(m + n)
public ListNode FindFirstCommonNode_2(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
if(pHead1 == null || pHead2 == null) {
return null;
}
int pHead1Length = getListLength(pHead1);
int pHead2Length = getListLength(pHead2);
int gap = pHead1Length - pHead2Length;
ListNode tempList1 = pHead1;
ListNode tempList2 = pHead2;
if(pHead2Length > pHead1Length) {
tempList1 = pHead2;
tempList2 = pHead1;
gap = pHead2Length - pHead1Length;
}
for (int i = 0; i < gap; i++) {
tempList1 = tempList1.next;
}
while((tempList1 != null) && (tempList2 != null) && (tempList1.val != tempList2.val)) {
tempList1 = tempList1.next;
tempList2 = tempList2.next;
}
return tempList1;
}
public int getListLength(ListNode list) {
int number = 0;
while(list != null) {
++number;
list = list.next;
}
return number;
}
方法四:直接比较指针
用两个指针扫描”两个链表“,最终两个指针到达 null 或者到达公共结点。
public ListNode FindFirstCommonNode_3(ListNode pHead1, ListNode pHead2) {
if(pHead1 == null || pHead2 == null) {
return null;
}
ListNode temp1 = pHead1;
ListNode temp2 = pHead2;
while(temp1 != temp2) {
temp1 = (temp1 == null ? pHead2 : temp1.next);
temp2 = (temp2 == null ? pHead1 : temp2.next);
System.out.println(pHead1.val);
}
return temp1;
}
寻找两个单链表的公共结点 ( C语言实现 )
题目描述:给定两个单链表,编写算法找出两个链表的公共结点
解题思路:
如果两个链表有公共结点,那么必定是链表的末尾部分重合。考虑到链表长度不相同的情况,我们可以先求得两个链表的长度之差dist,让长的链表先走dist步,接着就可以进行同步比较了,当比较出的结点相同时,则意味着该结点为公共结点。
解决的方法可以分为如下三步:
1)求两表长度长度之差dist
2)让长的链表下走dist
3)开始进行同步比较,遇到相同结点即为公共结点
C语言实现代码:
node* get_common_node(node* a, node* b) {
unsigned int lena = getlen(a);
unsigned int lenb = getlen(b);
int dist = lena - lenb; // get the dist len between a and b.
node *longlist, *shortlist;
if (dist >= 0) {
longlist = a;
shortlist = b;
} else {
dist = -dist;
longlist = b;
shortlist = a;
}
while (dist--) { // the longer list take 'dist' step first.
longlist = longlist->next;
}
while (longlist != NULL) {
if (longlist == shortlist)
return longlist;
longlist = longlist->next;
shortlist = shortlist->next;
}
return NULL; // no common nodes
}
找两个链表的公共节点 (链表环实现)
首先考虑两个链表无环的情况。
将链表a的尾节点指向头节点从而形成环。用快慢指针遍历链表b,一个一次移动2单位,另一个移动1单位。如果不相遇则不存在公共节点。如果相遇,则让其中一个指针指向b,两个指针以1单位/次的速度移动,直到相遇。相遇时指向的节点就是公共节点的起始。最后记得将a的尾节点恢复。代码如下。
其次考虑有环的情况。用快慢指针探测a中是否有环。如果有则,将使p指向a的尾节点,p的next指向null。按照上面的方法遍历b。如果遍历的过程中遇到p,则将p指向a继续遍历。如果未遇到p或者无环,则不存在公共节点。最后仍然将a的尾节点恢复。
static class LinkedList {
LinkedList next;
public LinkedList(LinkedList next) {
this.next = next;
}
}
static LinkedList calc(LinkedList a, LinkedList b) {
// set tail point to a
LinkedList p = a;
while (p.next != null) {
p = p.next;
}
p.next = a;
if (b == null || b.next == null)
return null;
LinkedList fast = b.next.next, slow = b.next;
while (fast != null && fast.next != null && fast != slow) {
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}
if (fast != slow) {
return p.next = null;
} else {
slow = b;
while (fast != slow) {
fast = fast.next;
slow = slow.next;
}
p.next = null;
return slow;
}
}
public static void main(String[] args) {
LinkedList common = new LinkedList(new LinkedList(new LinkedList(null)));
LinkedList a = new LinkedList(new LinkedList(common));
LinkedList b = new LinkedList(new LinkedList(new LinkedList(
new LinkedList(common))));
LinkedList r = calc(a, b);
System.out.println(r == common);
}
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