相交链表

题面

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

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 。

自定义评测：

评测系统 的输入如下（你设计的程序 不适用 此输入）：

• intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0
• listA - 第一个链表
• listB - 第二个链表
• skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
• skipB - 在 listB 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数

评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB 传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被 视作正确答案 。

示例 1：

输入： intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,6,1,8,4,5], 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 [5,6,1,8,4,5]。 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。 — 请注意相交节点的值不为 1，因为在链表 A 和链表 B 之中值为 1 的节点 (A 中第二个节点和 B 中第三个节点) 是不同的节点。换句话说，它们在内存中指向两个不同的位置，而链表 A 和链表 B 中值为 8 的节点 (A 中第三个节点，B 中第四个节点) 在内存中指向相同的位置。

示例 2：

输入： intersectVal = 2, listA = [1,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1 输出： Intersected at '2' 解释： 相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。 从各自的表头开始算起，链表 A 为 [1,9,1,2,4]，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：

输入： intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2 输出： No intersection 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。 这两个链表不相交，因此返回 null 。

提示：

• listA 中节点数目为 m
• listB 中节点数目为 n 1 <= m, n <= 3 104
• 1 <= Node.val <= 105
• 0 <= skipA <= m
• 0 <= skipB <= n
• 如果 listA 和 listB 没有交点，intersectVal 为 0
• 如果 listA 和 listB 有交点，intersectVal == listA[skipA] == listB[skipB]

进阶： 你能否设计一个时间复杂度 O(m + n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？

分析

• 可以先计算两个链表的长度，然后一个指针先在长链表上走 lengthA-lengthB 步，最后两个指针一起移动，相等的位置即为相交节点

• 代码实现

  /**
   * 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) {
          int lengthA = 0, lengthB = 0;
          ListNode* pA = headA;
          ListNode* pB = headB;
          while (pA != nullptr) {
              pA = pA->next;
              lengthA++;
          }
          while (pB != nullptr) {
              pB = pB->next;
              lengthB++;
          }
          pA = headA;
          pB = headB;
          int diff = lengthA > lengthB ? lengthA - lengthB : lengthB - lengthA;
          if (lengthA > lengthB) {
              while (diff-- && pA != nullptr)
                  pA = pA->next;
          } else {
              while (diff-- && pB != nullptr)
                  pB = pB->next;
          }
          while (pA != nullptr && pB != nullptr) {
              if (pA == pB)
                  return pA;
              pA = pA->next;
              pB = pB->next;
          }
          return nullptr;
      }
  };

• 实际上，可以这样，当一个指针走完之后就移动到另一个链表上，这样初始指向 A 的指针走了 lengthA 时，初始指向 B 的指针还剩下 lengthB-lengthA 步没有走完链表 B

• 当 pB 走完这 lengthB-lengthA 步时，pA 正好在 B 上也走了 lengthB-lengthA 步，此时 pB 指向 A，两者刚好相差 lengthB-lengthA 步，正好可以找到相交节点！

• 代码实现

  class Solution {
  public:
      ListNode* getIntersectionNode(ListNode* headA, ListNode* headB) {
          ListNode* p = headA;
          ListNode* q = headB;
          while (p != q) {
              p = p ? p->next : headB;
              q = q ? q->next : headA;
          }
          return p;
      }
  };