hot100 之160-相交链表(双指针切换)
今日算法题:
题目
题解
/*** 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) {if (headA == null || headB == null) return null;ListNode pA = headA, pB = headB;while (pA != pB) { // 引用比较:同一节点对象pA = (pA != null) ? pA.next : headB;pB = (pB != null) ? pB.next : headA;}return pA; // 交点或 null}
}
核心思路
准备两个指针
pA、pB
,分别从headA、headB
出发。每次都向前走一步;当走到链表尾部(c3)时,把指针切换到另一条链表的头上继续走
pA指针跳到b1上
PB指针跳到a1上
如果他们A、B的长度不同,他们第一次走完会有位置相差,而跳到到对方的head部分,会补齐这个差距(因为短的走的快,会跳到长的上面。长的走的慢,会跳到短的上面),从而第二次遍历会在交点第一次相遇;如果没有交点,它们最终都会走到
None/null
并相遇在“空”。
在具体实现过程中,他的链表其实是定义好的,就是它上面注释的部分,可以直接使用自己定一个指针就行。
先让两个指针指向头结点,然后不断遍历判断两个节点是否相同
如果遍历的过程中,不相同就断的指向下一个节点
pA.next
这里通过三元运算符进行判断
(pA != null) ? pA.next : headB;
然后赋值
相同的话就跳到另一个链表的头结点
最后直至找到相同的节点为止并返回该节点
体现知识点
1、链表:
1.1.链表定义:
链表是一种线性数据结构,由节点(Node) 组成,每个节点包含两部分:
数据域:存储节点的值(如整数、字符串等)。
指针域:存储下一个节点的引用(地址),用于连接各个节点。
单链表的节点结构(以 Java 为例)通常定义为:
class ListNode {int val; // 数据域ListNode next; // 指针域,指向后一个节点ListNode(int x) { // 构造方法val = x;next = null; // 初始指向 null(无后续节点)}
}
1.2.单链表的特点
非连续存储:节点在内存中不是连续存放的,通过指针域连接,灵活性高(插入 / 删除无需移动大量元素)。
顺序访问:只能从头节点(head) 开始,通过
next
指针依次访问后续节点,无法像数组一样直接通过索引访问。尾节点:链表的最后一个节点的
next
指针为null
(表示链表结束)。
1.3.链表的基本操作
遍历:从 head 开始,通过 next
指针依次访问每个节点,直到 next
为 null
。
// 遍历链表并打印值
void traverse(ListNode head) {ListNode cur = head; // 用临时指针遍历,避免修改头节点while (cur != null) {System.out.println(cur.val);cur = cur.next; // 移动到下一个节点}
}
判断链表是否为空:若
head == null
,则链表为空(无节点)。
2、相交链表
“相交链表” 是指两个链表在某一节点处开始共用后续所有节点(即从相交节点开始,两个链表的 next
指针完全一致),例如:
链表 A:a1 → a2 → c1 → c2 → c3(c1 为相交节点)
链表 B:b1 → b2 → b3 → c1 → c2 → c3
相交节点的值和后续节点完全相同(不是值相等,而是节点引用相同)。
若两链表相交,从相交节点到尾节点的部分是共用的(长度相同)。
若不相交,两链表的尾节点不同,且无任何共用节点。
3、分叉链表
共享头部,尾部分开” 的链表结构,其实是 “分叉链表”(与经典相交链表相反:头部共享,后续节点分岔)。这类场景的核心是 “找到分岔的起始点”,解法逻辑与相交链表不同,但可通过遍历标记实现。
解法思路(Python)
遍历并标记共享节点:从头部开始遍历,记录已访问节点。
首次遇到未标记节点即分岔点:当遍历到某节点的
next
指向未访问过的新节点时,该节点就是分岔起点。
4、双指针切换法
时间 O(m+n),空间 O(1)(最优组合)。
双指针切换法的意思是:用两个指针不停地去遍历两个链表列,最后再回到对方的头结点,接着二次遍历来找到相同的元素。这个变换到对方的头节点会抹平两个链表第一次遍历时的不一致。从而找到相同元素。
过程困难
编译时的语法问题:
pA.next
这行代码是怎么体现next指向下一个元素的引用?在类的定义中它只是一个变量,并没有手动对它提供指向下一个元素的应用
答:是的next定义过程中它只是一个变量。
ListNode
类的定义
val
:存储节点的值。next
:默认None
,表示没有指向下一个节点。
链表的“链接”就是靠每个节点里存放的下一个节点的引用来实现的(next里存放下一个元素的引用),不过这些是平台在测试用例里封装好了的,不需要你手写的