用于查找两个链表的交点的Java程序

一个系统中有两个单链表。由于一些编程错误，其中一个链表的结束节点链接到了第二个链表，形成了一个倒 Y 形链表。编写一个程序来获取两个链表合并的点。

上图显示了一个示例，其中两个链表具有 15 个作为交点。

方法1（只需使用两个循环）：
使用 2 个嵌套的 for 循环。外部循环将针对第一个列表的每个节点，内部循环将针对第二个列表。在内部循环中，检查第二个链表的任何节点是否与第一个链表的当前节点相同。此方法的时间复杂度为 O(M * N)，其中 m 和 n 是两个列表中的节点数。

方法2（标记访问节点）：
该解决方案需要修改基本的链表数据结构。每个节点都有一个已访问标志。遍历第一个链表并不断标记访问过的节点。现在遍历第二个链表，如果再次看到访问过的节点，则有一个交点，返回相交的节点。此解决方案在O(m+n)中有效，但需要每个节点的附加信息。不需要修改基本数据结构的该解决方案的变体可以使用散列来实现。遍历第一个链表并将访问节点的地址存储在哈希中。现在遍历第二个链表，如果您看到哈希中已经存在的地址，则返回相交节点。

方法3（使用节点数的差异）：

• 获取第一个列表中的节点数，设 count 为 c1。
• 获取第二个列表中的节点数，设 count 为 c2。
• 获得计数的差异d = abs(c1 – c2)
• 现在遍历从第一个节点到 d 个节点的更大列表，以便从这里开始两个列表的节点数相等
• 然后我们可以并行遍历这两个列表，直到遇到一个公共节点。 （注意，获取普通节点是通过比较节点的地址来完成的）

下图是上述方法的试运行：

以下是上述方法的实现：

Java

// Java program to get intersection point
// of two linked list
class LinkedList 
{
    static Node head1, head2;
  
    static class Node 
    {
        int data;
        Node next;
  
        Node(int d)
        {
            data = d;
            next = null;
        }
    }
  
    /* Function to get the intersection 
       point of two linked lists head1 
       and head2 */
    int getNode()
    {
        int c1 = getCount(head1);
        int c2 = getCount(head2);
        int d;
  
        if (c1 > c2) 
        {
            d = c1 - c2;
            return _getIntesectionNode(d, head1, 
                                       head2);
        }
        else 
        {
            d = c2 - c1;
            return _getIntesectionNode(d, head2, 
                                       head1);
        }
    }
  
    /* Function to get the intersection point
       of two linked lists head1 and head2 
       where head1 has d more nodes than head2 */
    int _getIntesectionNode(int d, Node node1, 
                            Node node2)
    {
        int i;
        Node current1 = node1;
        Node current2 = node2;
        for (i = 0; i < d; i++) 
        {
            if (current1 == null) 
            {
                return -1;
            }
            current1 = current1.next;
        }
        while (current1 != null && 
               current2 != null) 
         {
            if (current1.data == current2.data) 
            {
                return current1.data;
            }
            current1 = current2;
            current2 = current2.next;
        }
  
        return -1;
    }
  
    /* Takes head pointer of the linked list 
       and returns the count of nodes in the list */
    int getCount(Node node)
    {
        Node current = node;
        int count = 0;
  
        while (current != null) 
        {
            count++;
            current = current.next;
        }
  
        return count;
    }
  
   // Driver code
    public static void main(String[] args)
    {
        LinkedList list = new LinkedList();
  
        // Creating first linked list
        list.head1 = new Node(3);
        list.head1.next = new Node(6);
        list.head1.next.next = new Node(9);
        list.head1.next.next.next = new Node(15);
        list.head1.next.next.next.next = new Node(30);
  
        // Creating second linked list
        list.head2 = new Node(10);
        list.head2.next = new Node(15);
        list.head2.next.next = new Node(30);
  
        System.out.println("The node of intersection is " + 
                            list.getNode());
    }
}
// This code is contributed by Mayank Jaiswal

输出：

The node of intersection is 15

时间复杂度： O(m+n)
辅助空间： O(1)

方法4（在第一个列表中画圈）：
感谢Saravanan Man提供以下解决方案。
1.遍历第一个链表（计数元素），制作一个循环链表。 （记住最后一个节点，以便我们以后可以打破圆圈）。
2. 现在将问题视为在第二个链表中找到循环。所以问题就解决了。
3. 由于我们已经知道循环的长度（第一个链表的大小），我们可以遍历第二个链表中的许多节点，然后从第二个链表的开头开始另一个指针。我们必须遍历直到它们相等，这就是所需的交点。
4. 从链表中删除圆圈。

时间复杂度： O(m+n)
辅助空间： O(1)

方法5（反转第一个列表并制作方程式）：
感谢Saravanan Mani提供这种方法。

1) Let X be the length of the first linked list until the intersection point.
   Let Y be the length of the second linked list until the intersection point.
   Let Z be the length of the linked list from the intersection point to End of
   the linked list including the intersection node.
   We Have
           X + Z = C1;
           Y + Z = C2;
2) Reverse first linked list.
3) Traverse Second linked list. Let C3 be the length of second list - 1. 
     Now we have
        X + Y = C3
     We have 3 linear equations. By solving them, we get
       X = (C1 + C3 – C2)/2;
       Y = (C2 + C3 – C1)/2;
       Z = (C1 + C2 – C3)/2;
      WE GOT THE INTERSECTION POINT.
4)  Reverse the first linked list.

优点：没有指针比较。
缺点：修改链表（倒排表）。
时间复杂度： O(m+n)
辅助空间： O(1)

方法6（遍历两个列表并比较最后一个节点的地址）：该方法仅用于检测是否存在交叉点。 （感谢 NeoTheSaviour 的建议）

1) Traverse list 1, store the last node address
2) Traverse list 2, store the last node address.
3) If nodes stored in 1 and 2 are same then they are intersecting.

该方法的时间复杂度为O(m+n)，使用的辅助空间为O(1)

方法 7（使用散列）：
基本上，我们需要找到两个链表的公共节点。所以我们散列第一个列表的所有节点，然后检查第二个列表。
1）创建一个空的哈希集。
2) 遍历第一个链表，将所有节点的地址插入哈希集中。
3) 遍历第二个列表。对于每个节点，检查它是否存在于哈希集中。如果我们在哈希集中找到一个节点，则返回该节点。

Java

// Java program to get intersection point 
// of two linked list
import java.util.*;
class Node 
{
    int data;
    Node next;
    Node(int d)
    {
        data = d;
        next = null;
    }
}
class LinkedListIntersect 
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // list 1
        Node n1 = new Node(1);
        n1.next = new Node(2);
        n1.next.next = new Node(3);
        n1.next.next.next = new Node(4);
        n1.next.next.next.next = new Node(5);
        n1.next.next.next.next.next = new Node(6);
        n1.next.next.next.next.next.next = new Node(7);
  
        // list 2
        Node n2 = new Node(10);
        n2.next = new Node(9);
        n2.next.next = new Node(8);
        n2.next.next.next = n1.next.next.next;
        Print(n1);
        Print(n2);
        System.out.println(MegeNode(n1, n2).data);
    }
  
    // Function to print the list
    public static void Print(Node n)
    {
        Node cur = n;
        while (cur != null) 
        {
            System.out.print(cur.data + "  ");
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }
  
    // Function to find the intersection
    // of two node
    public static Node MegeNode(Node n1, Node n2)
    {
        // define hashset
        HashSet hs = new HashSet();
        while (n1 != null) 
        {
            hs.add(n1);
            n1 = n1.next;
        }
        while (n2 != null) 
        {
            if (hs.contains(n2)) 
            {
                return n2;
            }
            n2 = n2.next;
        }
        return null;
    }
}

输出：

1  2  3  4  5  6  7  
10  9  8  4  5  6  7  
4

这种方法需要 O(n) 额外的空间，如果一个列表很大，效率不是很高。

有关详细信息，请参阅关于编写函数以获取两个链表的交点的完整文章！