160.相交链表

问题

编写一个程序，找到两个单链表相交的起始节点。 如下面的两个链表：

graph LR
    a1 --> a2
    b1 --> b2 --> b3
    
    a2 --> c1
    b3 --> c1
    c1 --> c2 --> c3

在节点$c1$开始相交。 示例 1：

graph LR
    a1[4] --> a2[1]
    b1[5] --> b2[0] --> b3[1]
    
    a2 --> c1[8]
    b3 --> c1
    c1 --> c2[4] --> c3[5]

输入： intersectVal = 8, listA = $[4,1,8,4,5]$, listB = $[5,0,1,8,4,5]$, skipA = 2, skipB = 3 输出： Reference of the node with value = 8 输入解释： 相交节点的值为 $8$（注意，如果两个列表相交则不能为 $0$）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 $[4,1,8,4,5]$，链表 B 为 $[5,0,1,8,4,5]$。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：

graph LR
    a1[0] --> a2[9] --> a3[1]
    b1[3]
    
    a3 --> c1[2]
    b1 --> c1
    c1 --> c2[4]

输入： intersectVal = 2, listA = $[0,9,1,2,4]$, listB = $[3,2,4]$, skipA = 3, skipB = 1 输出： Reference of the node with value = 2 输入解释： 相交节点的值为 $2$ （注意，如果两个列表相交则不能为 $0$）。从各自的表头开始算起，链表 A 为 $[0,9,1,2,4]$，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：

graph LR
    a1[2] --> a2[6] --> a3[4]
    b1[1] --> b2[5]

输入： intersectVal = 0, listA = $[2,6,4]$, listB = $[1,5]$, skipA = 3, skipB = 2 输出： null 输入解释： 从各自的表头开始算起，链表 A 为 $[2,6,4]$，链表 B 为 $[1,5]$。由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。 解释： 这两个链表不相交，因此返回 null。

注意：

1. 如果两个链表没有交点，返回 null.
2. 在返回结果后，两个链表仍须保持原有的结构。
3. 可假定整个链表结构中没有循环。
4. 程序尽量满足 O(n) 时间复杂度，且仅用 O(1) 内存。

解法

注意到这样一个事实，如果两个链表相交，那么在相交节点前面的两个分叉上，正好相差这两个链表长度之差的元素个数。因此，首先遍历两个链表，得到链表长度，然后长度更长的链表先往前走长度之差的步数，然后后面两个链表向前推进到相等即为结果。

代码

java

/**
 * 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;
        }
        //首先遍历两个链表查询长度
        int l1 = 0;
        ListNode h1 = headA;
        while (h1 != null) {
            h1 = h1.next;
            l1++;
        }
        int l2 = 0;
        ListNode h2 = headB;
        while (h2 != null) {
            h2 = h2.next;
            l2++;
        }
 
        //长度更长的那个需要先走几步，直到两个长度相等时才同时前进。
        h1 = headA;
        h2 = headB;
        int dif = l1-l2;
        if (dif > 0) {
            while(dif-- >0) {
                h1 = h1.next;
            }
        } else if (dif < 0) {
            while(dif++ < 0) {
                h2 = h2.next;
            }
        }
        int len = Math.min(l1, l2);
        while (h1 != h2){
            h1 = h1.next;
            h2 = h2.next;
        }
        return h1;
    }
}