求两个链表是否相交并求出相交点

一、问题描述

有两个链表,判断是否相交并求出相交的点?

二、问题分析

大家看到题目会不由自主的想起一个很普遍的情况,就是下面

但是这个题目有一个陷阱就是,没有讲明两个链表的结构,没有很好地给出,其实有三种情况

(1)当两个链表都无环,如上面

(2)当一个链表有环,另一个链表无环

(3)当两个链表都有环

这三种情况,下面一一讲解这些情况下两个链表是否相交以及相交点。

三、问题解析

(一)当两个链表都无环

3.1 方法1

链表相交后,发现后面的结点全部公用,我们可以这样:从两个链表的头走到尾,判断链尾地址信息是不是一样,如果是则相交,反之则不交即可。

Node* LinkList::findByIndex(int index){  //根据索引返回节点信息
    Node* p = head;
    int i = 0;
    if (index<0||index >getLength()) {
        cout << "索引非法!" << endl;
        return NULL;
    }
    while (p) {
        if (i == index) 
            return p;
        else {
            p = p->next;
            i++;
        }
    }
    return NULL;
}

bool LinkList::isIntersect(LinkList preLinkList, LinkList forLinkList) {
    Node* tail1 = preLinkList.findByIndex(preLinkList.head->value);//链表1尾部
    Node* tail2 = forLinkList.findByIndex(forLinkList.head->value);//链表2尾部
    if (tail1 == tail2) {
        return true;
    }
    return false;
}

3.2 方法二

我们可以根据上图,相交之后部分的长度是一样的,相等的,所以我们可以这样让长链表的长度减去稍微较短的长度,得到两个链表的相差长度,再让长链表从头结点开始遍历这个长度,与此同时,短链表也向后走,若指针相等,链表就相交,反之,则不交

bool LinkList::isIntersect(LinkList preLinkList, LinkList forLinkList) {
    bool flag = false;
    if (preLinkList.head->value > forLinkList.head->value)
        flag = true;
    int length = abs(preLinkList.head->value - forLinkList.head->value);//相差的长度
    Node* p= preLinkList.head->next, *q= forLinkList.head->next;//此处初始化应对length=0的情况
    if (length) {
        if (flag) {//第一个链表长
            p = preLinkList.findByIndex(length)->next;
            q = forLinkList.head->next;
        }
        else {
            p = forLinkList.findByIndex(length)->next;
            q = preLinkList.head->next;
        }
    }
    while (p != q) { //若指针相等跳出  ,可能会同时为空
        p = p->next;
        q = q->next;
    }
    if (p)  //排序跳出时为空
        return true;
    else
        return false;
}

求相交点

Node* LinkList::findIntersectPoint(LinkList preLinkList, LinkList forLinkList){  //不带环的链表求交点
    bool flag = false;
    if (preLinkList.head->value > forLinkList.head->value)
        flag = true;
    int length = abs(preLinkList.head->value - forLinkList.head->value);//相差的长度
    Node* p= preLinkList.head->next, *q= forLinkList.head->next;//此处初始化应对length=0的情况
    if (length) {
        if (flag) {//第一个链表长
            p = preLinkList.findByIndex(length)->next;
            q = forLinkList.head->next;
        }
        else {
            p = forLinkList.findByIndex(length)->next;
            q = preLinkList.head->next;
        }
    }
    while (p != q) { //若指针相等跳出  ,可能会同时为空
        p = p->next;
        q = q->next;
    }
    if (p)  //排序跳出时为空
        return p;
    else
        return NULL;
}

(二 )当一个链表不带环,另一个带环

如果一个链表不带环,另一个链表带环,两个链表一定没有相交点。因为相交之后,链表肯定有部分是共用,若有环,都会带环,而且环的长度一样,相交点也是环的入口处。

(3)两个都带环

就有两种情况,一种交于环外,另外是交与环内,如下图

                图1

                图2

通过上图2发现,如果把环看成链表1的,则链表2相交于B点,反过来把环看出链表2的,则链表1相交于A处,所以你看的B处和A处,只是视觉上的,如果环是两个链表的,则相交于环的任何结点上。

思路:

(1)因为环是大家共用的,我们先求出两个链表的差L,也就是环外的差,并获得链表的环入口点

(2)让一个较长的链表从开始走过L个结点

(3)然后再让短的链表从头开始与之同步移动,保证两个链表不走到环的入口时,判断结点地址是否相同

(4)若出现相同而且未到入口,则返回交点,交于环外

(5)反之,直接返回链表的入口即可。

Node* LinkList::findIntersectPoint(LinkList preLinkList, LinkList forLinkList){  //带环链表求交点
    int length1 = preLinkList.getCircleLinklistLength();
    int length2 = forLinkList.getCircleLinklistLength();   //获得每个链表总长度
    Node* preEntry = preLinkList.findEnterCircle();
    Node* forEntry = forLinkList.findEnterCircle();       //找到每个的环入口点
    int length;
    Node* pre = preLinkList.head->next;
    Node* forth = forLinkList.head->next; //初始化各自链表的第一个节点的指针
    if (length1 > length2) {    //根据谁长谁短 决定谁后移指针
        length = length1 - length2;
        for (int i = 1;i <= length;pre = pre->next, i++);
    }
    else {
        length = length2 - length1;
        for (int i = 1;i <= length;forth = forth->next, i++);
    }
    while (pre != preEntry&&forth != forEntry&&pre != forth) { //向后移,注意是否走到环入口点
        pre = pre->next;
        forth = forth->next;
    }
    /*结束循环的3种情况
    1.=====2个链表任意一个或全部同时走到了环入口点,结束了循环
    2.======2个链表任意一个或全部同时走到了环入口点,并且pre=forth,结束了循环
    3.======没有到达任何一个环入口点,pre=forth结束了循环
    */
    if (pre == forth) //对应情况2、3,如果是情况2,说明2个链表的环入口点相同;如果情况3,则说明在任何一个环入口之前找到了相交点
        return pre;
    else
        return preEntry;//对应情况1
}

以上就是链表的相交和相交点的思考,准备去BAT面试的大佬,还是可以读一下的。

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转载自www.cnblogs.com/guohai-stronger/p/9266004.html