160 Intersection of Two Linked Lists 相交链表

Description:
Write a program to find the node at which the intersection of two singly linked lists begins.

For example, the following two linked lists:

begin to intersect at node c1.

Example:

Example 1:

Example 1

Example 2:

Example 2

Example 3:

Example 3

Notes:

• If the two linked lists have no intersection at all, return null.
• The linked lists must retain their original structure after the function returns.
• You may assume there are no cycles anywhere in the entire linked structure.
• Your code should preferably run in O(n) time and use only O(1) memory.

题目描述:
编写一个程序，找到两个单链表相交的起始节点。

如下面的两个链表

在节点 c1 开始相交。

示例：

示例 1：

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：
Reference of the node with value = 8
输入解释：
相交节点的值为 8 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。

示例 2：

示例 2

输入：
intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：
Reference of the node with value = 2
输入解释：
相交节点的值为 2 （注意，如果两个列表相交则不能为 0）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。

示例 3：

示例 3

输入：
intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：
null
输入解释：
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
解释：
这两个链表不相交，因此返回 null。

注意：

• 如果两个链表没有交点，返回 null.
• 在返回结果后，两个链表仍须保持原有的结构。
• 可假定整个链表结构中没有循环。
• 程序尽量满足 O(n) 时间复杂度，且仅用 O(1) 内存。

思路:

1. 计算两链表长度, 选择较长的链表前移两者长度之差, 然后同步比较
2. 可以将链表首尾相连, 这样可以转化为一条链表是否有环
   比如 2 -> 3 -> 1 和 3 -> 1, 分别连接起来为
   2 -> 3 -> 1 -> 3 -> 1
   3 -> 1 -> 2 -> 3 -> 1
   返回两者相等的位置即可
   时间复杂度O(n), 空间复杂度O(1)

代码:
C++:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution 
{
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) 
{
        ListNode *p = headA, *q = headB;
        while (p != q) 
        {
            p = !p ? headB : p -> next;
            q = !q ? headA : q -> next;
        }
        return p;
    }
};

Java:

/**
 * 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 p = headA;
        ListNode q = headB;
        int len = 0;
        boolean flag = true;
        while (headA != null && headB != null) {
            headA = headA.next;
            headB = headB.next;
        }
        while (headA != null) {
            headA = headA.next;
            len++;
        }
        while (headB != null) {
            headB = headB.next;
            flag = false;
            len++;
        }
        if (flag) {
            while (len != 0) {
                p = p.next;
                len--;
            }
        } else {
            while (len != 0) {
                q = q.next;
                len--;
            }
        }
        while (p != q) {
            p = p.next;
            q = q.next;
        }
        return p;
    }
}

Python:

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
class Solution(object):
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
        p, q = headA, headB
        while p != q:
            # Python中的 and从左到右计算表达式，若所有值均为真，则返回最后一个值，若存在假，返回第一个假值。
            # or 也是从左到右计算表达式，则返回第一个为真的值，若均为假，则返回最后一个值。
            # 也可以使用 condition if else
            p, q = not p and headB or p.next, not q and headA or q.next
        return p