[LeetCode]-160. 相交链表-141. 环形链表-142.环形链表II-138.随机链表的复制-编程知识

160.相交链表

题目

思路

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141.环形链表

题目

思路

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142.环形链表II

题目

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160.相交链表

160. 相交链表 - 力扣（LeetCode）https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-linked-lists/description/

题目

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 。

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：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。

思路

先分别从两个单链表A、B的头节点开始遍历，分别计算出两个单链表的长度lenA、lenB，由于相交节点后面部分链表是共用的，所以长度差只存在于相交节点前面部分，因此，我们可以让较长的链表（可以先假设A长）先往后遍历差距步abs(lenA-lenB),再让A、B链表同时向后遍历(longlistA=longlistA->next、shortlistB=shortlistB->next)，当A、B遍历到相同的节点时，即longlistA==shortlistB时，同时到达相交起始节点，返回longlist或者shortlist均为相交起始节点。

图示👇

代码

struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {struct ListNode* curA=headA;struct ListNode* curB=headB;int lenA=1,lenB=1;while(curA->next){curA=curA->next;lenA++;}while(curB->next){curB=curB->next;lenB++;}if(curA!=curB)return NULL;int grp=0;
if(lenA>lenB)
grp=lenA-lenB;
else
grp=lenB-lenA;struct ListNode* longlist=headA,* shortlist = headB;if(lenA<lenB)
{longlist=headB;shortlist=headA;
}
//长的先走差距步
while(grp--)
{longlist=longlist->next;
}
while(longlist!=shortlist)
{longlist=longlist->next;shortlist=shortlist->next;
}
return longlist;}

141.环形链表

141. 环形链表 - 力扣（LeetCode）https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle/description/

题目

给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递 。仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环 ，则返回 true 。否则，返回 false 。

示例：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

思路

利用快慢指针法，在头节点创建两个指针fast和slow，从头节点向后分别开始遍历，但是fast一次走两步(fast=fast->next->next)，slow一次走一步(slow=slow->next)，如果链表中有环，没有指向NULL的节点，fast和slow进入环后会无限循环遍历下去，因为fast遍历速度是slow的两倍，在环中，fast和slow总会遍历到同一节点，我们就可以添加一个跳出条件，当fast和slow相等时(fast==slow)，证明链表中有环，返回true。

图示👇

代码

bool hasCycle(struct ListNode *head) {struct ListNode* slow=head,* fast=head;while(fast&&fast->next){slow=slow->next;fast=fast->next->next;if(fast==slow)return true;}return false;
}

142.环形链表II

142. 环形链表 II - 力扣（LeetCode）https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/description/

题目

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

示例：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

思路

遇到环形链表问题，我们可以先考虑用快慢指针求出相遇点，在这道题中，我们要求出链表入环的第一个节点，我们知道链表成环需要尾节点指向链表中的任意节点，被指向节点就有了两个指向它的节点，我们可以利用求相交节点的方法求入环的第一个节点，类似于上面相交链表题，为了创造条件，我们可以断开相遇点，创建一个新节点newhead，和原节点head，两个节点带入上面求相交节点的题目中，就能求出入环第一个节点了。

代码

  //求相交节点的函数
struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {struct ListNode* curA=headA;struct ListNode* curB=headB;int lenA=1,lenB=1;while(curA->next){curA=curA->next;lenA++;}while(curB->next){curB=curB->next;lenB++;}if(curA!=curB)return NULL;int grp=0;
if(lenA>lenB)
grp=lenA-lenB;
else
grp=lenB-lenA;struct ListNode* longlist=headA,* shortlist = headB;if(lenA<lenB)
{longlist=headB;shortlist=headA;
}
//长的先走差距步
while(grp--)
{longlist=longlist->next;
}
while(longlist!=shortlist)
{longlist=longlist->next;shortlist=shortlist->next;
}
return longlist;
}struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {struct ListNode* fast,* slow;fast=slow=head;while(fast&&fast->next){fast=fast->next->next;slow=slow->next;if(fast==slow){struct ListNode* meet=fast;//断开相遇点struct ListNode* newhead=meet->next;meet->next=NULL;//找相交节点return getIntersectionNode(newhead,head);}}return NULL;
}