链表题解——相交链表【Leetcode】(最新版,核心思路)

📌 题目简述

给定两个单链表的头节点 headAheadB,判断它们是否相交。若相交,返回相交节点;否则返回 None

注意:相交指从某个节点开始,两个链表共享后续所有节点(结构上"Y"型合并)。

来源:LeetCode 160. Intersection of Two Linked Lists(Easy,但后端/系统岗高频)


🔍 核心思路

本题的关键洞察在于 "消除长度差"

  • 若两个链表相交,那么从相交点到末尾的路径是完全相同的
  • 问题在于 A、B 链表在相交前的长度可能不同,导致指针无法同步到达交点。

巧妙解法

让两个指针 pApB 分别遍历 A → BB → A

  • pA 走完 A 后跳到 B 的头,pB 走完 B 后跳到 A 的头,
  • 此时两者走过的总路程均为 len(A) + len(B)自动对齐了起点

💡 为什么有效?

假设 A 独有部分长 a,B 独有部分长 b,公共部分长 c。

  • pA 路径:a → c → b → c
  • **pB 路径:b → c → a →**c
    两人会在第 (a + b + c) 步同时到达交点(或同时为 None)。

⚠️ 痛难点分析

  1. 误区:直接双指针同步走
    若不处理长度差,短链表指针会先到末尾,无法对齐交点。
  2. 边界条件混淆
    • 两链表不相交时,最终 pA == pB == None,循环自然退出,无需特殊判断
    • 初学者常误加 if pA is None: break,反而破坏逻辑。
  1. "is" vs "==" 的陷阱
    题目要求返回同一个节点对象 (内存地址相同),必须用 is 判断身份,而非值相等。

💻 代码实现

python 复制代码
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def getIntersectionNode(self, headA: ListNode, headB: ListNode) -> Optional[ListNode]:
        if not headA or not headB:
            return None
        
        pA, pB = headA, headB
        while pA is not pB:
            pA = pA.next if pA else headB
            pB = pB.next if pB else headA
        return pA

✅ 代码极简、一次遍历、无额外空间,且天然处理了"不相交"情形。


📈 复杂度分析

  • 时间复杂度 :O(m + n) ------ 每个指针最多走 m + n 步(m、n 为两链表长度)。
  • 空间复杂度:O(1) ------ 仅使用两个指针。

🛠 技巧与优化

  • 无需计算链表长度:避免了两次遍历(先求长度再对齐)的冗余操作。
  • 利用 Python 的 is****语义:精准判断节点身份,符合题目要求。
  • 优雅处理 None :当 pANone 时,直接跳转到 headB,逻辑连贯。

✨ 对比其他方法:

  • 方法1(哈希集):O(m) 空间,需存储 A 的所有节点。
  • 方法2(双遍历对齐):需先遍历求长度,再移动长链表指针。
    → 本解法在时间和空间上均最优,且代码最简洁。

🔗 同类题型扩展

  1. LeetCode 142. 环形链表 II
    → 同样用快慢指针+数学推导找环入口,考察指针技巧。
  2. LeetCode 21. 合并两个有序链表
    → 练习多指针协同操作,强化链表基本功.
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