[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

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160.相交链表

题目

思路

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141.环形链表

题目

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142.环形链表II

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代码


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 headAheadB ,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:

复制代码
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

cpp 复制代码
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:

复制代码
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

cpp 复制代码
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-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:

复制代码
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

cpp 复制代码
  //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;
}
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