LeetCode链表篇：160. 相交链表

因为我公众号是个人号的原因，导致无法开通留言功能，今天偶然想起大约 2016 年时申请的公众号因为长期未登录导致被注销，我以为已经无法再用，今天经朋友提醒，原来还可以激活。

所以目前这个公众号《Chris的算法之旅》 还会继续写下去，但是我会把数据结构、算法、LeetCode 等内容迁移到刚刚找回的公众号上，名字已经取好了，叫《Chris的算法小记》，因为《Chris的算法小记》可以留言，我可以更快速的知道自己的不足在哪里，以便更好的改进。

目前的状态是，两个公众号我会同步更新，后续《Chris的算法之旅》应该就会不更新算法内容了，同时会改个名字写点别的东西吧，但是我还没想好，想好了再说。

那么，希望大家关注下《Chris的算法小记》，刚找回来还没有任何关注。

讲了那么多废话，还是上题吧。

一、题目

链接：https://leetcode-cn.com/problems/intersection-of-two-linked-lists/

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 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 [5,0,1,8,4,5]。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：

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，如果两个链表相交则不能为 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：

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。

二、题解

2.1 暴力

思路：

在二重循环中，对链表 headA 中的每一个节点 p，遍历整个链表 headB 并检查链表 headB 中是否存在节点 q 和 p 相同。如果相同，则说明是相交链表。

时间复杂度 : (mn) 

空间复杂度 : O(1)

class Solution:
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
        p,q=headA,headB
        while p:
            while q:
                if p == q:
                    return q
            q=q.next
        p=p.next
        return None

2.2 哈希

思路：

暴力解法的时间复杂度很高，我们降低时间复杂度。

遍历链表 headA 并将每个节点的地址存储/引用在哈希表中，然后检查链表 headB 中的每一个节点是否在哈希表中。若在，则说明链表相交，我们返回相交节点。

时间复杂度降低了，但是空间复杂度增加了，典型的以空间换时间。

时间复杂度 : O(m+n)。 

空间复杂度 : O(m) 或 O(n)。

class Solution:
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
        p,q=headA,headB
        hash={}
        while p:
            if p not in hash:
                hash[p]=1
            p=p.next
        while q:
            if q in hash:
                return q
            q=q.next

2.3 双指针

思路：

• 创建两个指针 p 和 q：初始化 p,q=headA,headB；

• p 和 q 分别从链表头部开始遍历，每次分别移动一步；

• 当两个指针到达链表尾部为空时，则重定向到另一个链表的头部；

  当 p 到达链表的尾部时，将它重定位到链表 headB 的头结点；
  当 q 到达链表的尾部时，将它重定位到链表 headA 的头结点。
  

• 在某一时刻，两个指针相遇，因为两个指针移动的步数一致，所以：

  指针不为空：说明指针位置为相遇点，返回指针；
  指针为空：说明两个链表不相交，返回值为空；
  

我们以 headA={0,9,1,2,4} 和 headB={3,2,4} 举例，headA 和 headB 相交于节点 2 ，headA 长度为 5，headB 长度为 3，因为 headB 比 headA 少 2 个节点，所以 headB 会先重定向到 headA 的头节点，重定向后 headB 会多走两个节点，所以最终 headA 和 headB 会同时到达相交点。

时间复杂度 : O(m+n) 

空间复杂度 : O(1)

class Solution:
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> ListNode:
        p,q=headA,headB
        while p != q:
            if p:
                p=p.next
            else:
                p=headB
            if q:
                q=q.next
            else:
                q=headA
        return p