leetcode数据结构与算法刷题（三）

第一题交叉链表

思想：

注意点

第一步先求两个链表的长度

第二步让长的先走，当长短一样时一起走。

犯错点

第二题判断是有环

思想：

注意

错误分享

第三题（重点面试题）

思路：

这题面试问题🧐😎🤓🫠⭐

第一题为什么他们会在入口出相遇

第二题 L = N*C -X 怎么得来的

第三题 slow一次走一步，fast一次走2步一定会相遇吗

第四题 slow一次走1步，fast一次走三步会相遇吗

第五题 slow一次走n步，fast一次走m步可以追上吗

第一题交叉链表

160. 相交链表

简单

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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 。

自定义评测：

评测系统 的输入如下（你设计的程序 不适用 此输入）：

intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0
listA - 第一个链表
listB - 第二个链表
skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
skipB - 在 listB 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数

评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB 传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被 视作正确答案 。

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：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。
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：相交节点的值为 2 （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 [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：null
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。
这两个链表不相交，因此返回 null 。
提示：

listA 中节点数目为 m
listB 中节点数目为 n
1 <= m, n <= 3 * 104
1 <= Node.val <= 105
0 <= skipA <= m
0 <= skipB <= n
如果 listA 和 listB 没有交点，intersectVal 为 0
如果 listA 和 listB 有交点，intersectVal == listA[skipA] == listB[skipB]

进阶：你能否设计一个时间复杂度 O(m + n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？

思想：

1. 指针的地址是唯一的。所以当遍历到相交结点时，指针的地址重复，即是相交的结点，返回这个结点。

2. 注意不能用指针的值返回，指针的值相同不代表是相交链表。

3.不能同时都从头开始遍历，这样会错开导致无法在相交结点相遇。

注意点

单链表是不存在 x型交叉，因为单链表是只有一个next指针。

所以下图的情况是不可能出现的。

相交的情况只可能是下图情况

第一步先求两个链表的长度

    while(fast->next!=NULL){i++;fast = fast->next;}while(slow->next!=NULL){j++;slow = slow ->next;}

第二步让长的先走，当长短一样时一起走。

这里的意思是，先假设headA是longhead，在判断如果不是那么将headB设置为longhead，然后在让longhead先走。

 //长的先int n = abs(i-j);//abs是C语言求绝对值函数struct ListNode* longhead = headA;struct ListNode* shorthead = headB;if(j>i){longhead = headB;shorthead = headA;} while(n--){longhead = longhead->next;}while(longhead!=shorthead){longhead = longhead->next;shorthead = shorthead->next;}

犯错点

if(i>j){

while(n--)

{

headA = headA->next;

}

}else if(i==j){

headA = headA->next;

headB = headB->next;

}else{

while(n--)

{

headB = headB->next;

}

}

while(headA!=headB){

headA = headA->next;

headB = headB->next;

}

return headA;

}

紫色的这句话是多余的，因为如果两个链表长度相等时，n为0，那么那么就不用进入while（）循环，所以不用写。写了会导致和 while(headA!=headB)重复

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/
struct ListNode *getIntersectionNode(struct ListNode *headA, struct ListNode *headB) {struct ListNode* fast = headA;struct ListNode* slow = headB;int i = 1;int j = 1;//求长while(fast->next!=NULL){i++;fast = fast->next;}while(slow->next!=NULL){j++;slow = slow ->next;}if(fast!=slow){return NULL;}//长的先int n = abs(i-j);//abs是C语言求绝对值函数/*struct ListNode* longhead = headA;struct ListNode* shorthead = headB;if(j>i){longhead = headB;shorthead = headA;} while(n--){longhead = longhead->next;}while(longhead!=shorthead){longhead = longhead->next;shorthead = shorthead->next;}*/if(i>j){while(n--){headA = headA->next;}}else{while(n--){headB = headB->next;}}while(headA!=headB){headA = headA->next;headB = headB->next;}return headA;
}

第二题判断是有环

141. 环形链表

简单

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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 1：
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。
示例 2：
输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
示例 3：
输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

思想：

用快慢两个指针，慢指针一次走1步，快指针一次走2步。当他们两的地址相同时就是出现了环。

注意

1.循环条件，如果无环的话，会出现两种情况，一种是fast==NULL，一种fast->next==NULL;

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     struct ListNode *next;* };*/
bool hasCycle(struct ListNode *head) {struct ListNode* fast = head;struct ListNode* slow = head;while(fast!=NULL&&fast->next!=NULL){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if(fast==slow){return true;}}return false;
}

错误分享

这里return false不能放在 while里，因为链表一开始fast也不等于slow，这样循环刚开始就返回false。应该放在循环体外。

第三题（重点面试题）

142. 环形链表 II

中等

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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 1：
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。
示例 2：
输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
示例 3：
输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

思路：

快慢指针，一个走一步，一个走两步。

用meet记录下他们相遇的点。

利用结论L = N*C - X，设置一个指针指向起点，meet指向相遇的点。他们两同时出发，会在环入口出相遇，输出相遇时的点。

struct ListNode *detectCycle(struct ListNode *head) {struct ListNode* fast = head;struct ListNode* slow = head;struct ListNode* phead = head;while(fast!=NULL&&fast->next!=NULL){slow = slow->next;fast = fast->next->next;if(slow==fast){struct ListNode* meet = slow;while(phead!=meet){meet = meet->next;phead = phead->next;}return meet;}}return 0;
}