【忍者算法】从十字路口相遇到链表交点：探索相交链表问题｜LeetCode第160题相交链表

news/2025/2/13 1:34:22/文章来源:https://www.cnblogs.com/renzhesuanfa/p/18712368

从十字路口相遇到链表交点：探索相交链表问题

生活中的相遇问题

想象两个人从不同的地方出发，最后在一个十字路口相遇。他们可能走过不同长度的路程，但最终会在同一个点汇合。这就很像我们今天要讨论的相交链表问题：两个链表从不同的起点出发，在某个节点相交，然后共享后续的路径。

问题描述

LeetCode第160题"相交链表"是这样描述的：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。

例如：

A链表：      a1 → a2↘c1 → c2 → c3↗            
B链表： b1 → b2 → b3输出：返回节点c1

最直观的解法：哈希表记录

就像在一个城市里标记每个人走过的地方，最简单的方法是用一个哈希表记录第一个人走过的所有位置，然后看第二个人的路径中是否有重复的地方。

哈希表方法的实现

public class Solution {public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {// 使用HashSet记录链表A中的所有节点Set<ListNode> visited = new HashSet<>();// 遍历链表A，将节点加入集合ListNode current = headA;while (current != null) {visited.add(current);current = current.next;}// 遍历链表B，查找第一个在集合中出现的节点current = headB;while (current != null) {if (visited.contains(current)) {return current;}current = current.next;}return null;}
}

优化解法：双指针技巧

仔细思考，我们发现一个有趣的现象：如果两个人分别走对方的路，他们最终一定会相遇！这就是双指针解法的灵感来源。

双指针方法的原理

想象两个人在散步：

A从链表A出发，走完后转到链表B继续走
B从链表B出发，走完后转到链表A继续走
如果链表相交，他们一定会在相交点相遇
- 因为他们走过的总路程是相同的：链表A长度 + 链表B长度

示例运行

假设链表A：1→2→3→4，链表B：5→6→3→4（3是相交点）

指针A：1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → [3] ← 相遇！
指针B：5 → 6 → 3 → 4 → 1 → 2 → [3] ← 相遇！

Java代码实现

public class Solution {public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {if (headA == null || headB == null) {return null;}// 初始化两个指针ListNode pointerA = headA;ListNode pointerB = headB;// 当两个指针不相等时继续移动while (pointerA != pointerB) {// 移动指针A，如果到达末尾则转到链表BpointerA = (pointerA == null) ? headB : pointerA.next;// 移动指针B，如果到达末尾则转到链表ApointerB = (pointerB == null) ? headA : pointerB.next;}// 返回相交点（如果不存在相交点，两个指针都会是null）return pointerA;}
}