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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