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LeetCode 热题 100 | 160. 相交链表
大家好，今天我们来解决一道经典的算法题——相交链表。这道题在LeetCode上被标记为简单难度，要求我们找到两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有相交，则返回 null。下面我将详细讲解解题思路，并附上Python代码实现。
问题描述
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。
注意：
- 题目数据保证整个链式结构中不存在环。
- 函数返回结果后，链表必须保持其原始结构。
示例：
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：
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。
解题思路
核心思想
-
双指针法：
- 使用两个指针
pA和pB，分别从headA和headB开始遍历链表。 - 当
pA到达链表末尾时，将其重定向到headB；当pB到达链表末尾时，将其重定向到headA。 - 如果两个链表相交，
pA和pB会在相交节点相遇；如果不相交，pA和pB会同时到达链表末尾（null）。
- 使用两个指针
-
数学原理：
- 设链表 A 的长度为
m，链表 B 的长度为n，相交部分长度为c。 - 如果两个链表相交，
pA和pB分别遍历m + n - c步后会相遇。
- 设链表 A 的长度为
Python代码实现
class ListNode:def __init__(self, x):self.val = xself.next = Nonedef getIntersectionNode(headA, headB):if not headA or not headB:return NonepA, pB = headA, headB# 遍历链表，直到两个指针相遇或同时到达末尾while pA != pB:# 如果 pA 到达末尾，重定向到 headBpA = pA.next if pA else headB# 如果 pB 到达末尾，重定向到 headApB = pB.next if pB else headA# 返回相遇节点（如果相交）或 None（如果不相交）return pA
代码解析
-
初始化指针：
pA和pB分别指向headA和headB。
-
遍历链表：
- 当
pA和pB不相等时，继续遍历。 - 如果
pA到达链表末尾，将其重定向到headB。 - 如果
pB到达链表末尾，将其重定向到headA。
- 当
-
返回结果：
- 如果两个链表相交，
pA和pB会在相交节点相遇。 - 如果两个链表不相交，
pA和pB会同时到达链表末尾（null）。
- 如果两个链表相交，
复杂度分析
- 时间复杂度：O(m + n)，其中
m和n分别是链表 A 和链表 B 的长度。两个指针最多遍历m + n个节点。 - 空间复杂度：O(1)，只使用了常数个额外空间。
示例运行
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：
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。
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：
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：
链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
这两个链表不相交，因此返回 null。
总结
通过双指针法，我们可以高效地找到两个链表的相交节点。这种方法不仅简洁，而且效率非常高，适合处理类似的问题。希望这篇题解对大家有所帮助，如果有任何问题，欢迎在评论区留言讨论！
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