兩個連結串列的第一個公共節點

一、需求

• 輸入兩個連結串列，找出它們的第一個公共節點。
• 如下面的兩個連結串列：

       

• 在節點 c1 開始相交。

二、雙指標(暴力)

2.1  思路分析

1. 採用雙重迴圈，使用兩個指標p、q分別指向連結串列A和連結串列B，外迴圈遍歷連結串列A，內迴圈遍歷連結串列B，每次判斷當前連結串列A的節點是否就是當前連結串列B的節點，如果是就返回該節點，否則就一直遍歷，直到連結串列A遍歷結束；
2. 如果不存在公共結點，則返回null；
3. 因為本題要求時間複雜度限制在O(1)，故該方法在執行時會出現超時；

2.2  程式碼實現

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode p = headA;
        while(p != null) {
            ListNode q = headB;
            while(q != null) {
                if(p == q) return p;
                q = q.next;
            }
            p = p.next;
        }
        return null;
    }
}

2.3  複雜度分析

• 時間複雜度為O(n^2)，因為採用了雙重迴圈，計算次數為n^2；
• 空間複雜度為O(1)，變數p，q佔用常數大小的額外空間；

三、雙指標法(優化)

3.1  思路分析

1. 假設連結串列A、B存在公共節點，連結串列A頭節點距離公共節點為L1步，即[A頭節點，公共節點)，連結串列B頭節點距離公共節點為L2步，即[B頭節點，公共節點)，兩個連結串列的公共部分長度為C；
2. 那麼根據L1+C+L2 = L2+C+L1的原理，設指標p，q指向連結串列A，B，p，q同時移動，當p走過L1+C+L2後，q走過L2+C+L1後，它們會在公共結點相遇；

3.2  程式碼實現

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode p = headA;
        ListNode q = headB;
        while(p != q) {
            //這裡讓雙指標同時移動，避免了迴圈
            p = p != null ? p.next : headB;
            q = q != null ? q.next : headA;
        }
        return p;
    }
}

3.3  複雜度分析

• 時間複雜度為O(n)；
• 空間複雜度為O(1)；

四、學習地址

作者：腐爛的橘子

連結：https://leetcode-cn.com/problems/liang-ge-lian-biao-de-di-yi-ge-gong-gong-jie-dian-lcof/solution/shuang-zhi-zhen-fa-lang-man-xiang-yu-by-ml-zimingm/