1面试题 02.07. 链表相交
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。如果两个链表没有交点，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 1：
输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], 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 [5,0,1,8,4,5]。 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。
示例 2：
输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], 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 [0,9,1,2,4]，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mlistB中节点数目为n0 <= m, n <= 3 * 1041 <= Node.val <= 1050 <= skipA <= m0 <= 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 + 1] == listB[skipB + 1]
思路：
简单来说，就是求两个链表交点节点的指针。所谓交点是指节点地址相等，而非数值相等。
- 首先，通过遍历两个链表，计算它们的长度。
- 然后，通过移动较长链表的指针，使得两个链表的指针处于相同的相对位置。
- 接下来，同时遍历两个链表，直到找到交点为止（即两个指针所指向的节点地址相等）。
代码：
class Solution {
public:
ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
// 初始化两个指针分别指向链表头部
ListNode* curA = headA;
ListNode* curB = headB;
// 初始化链表 A 和链表 B 的长度为 0
int lenA = 0, lenB = 0;
// 计算链表 A 的长度
while(curA != NULL){
lenA++;
curA = curA->next;
}
// 将 curA 指针重新指向链表头部
curA = headA;
// 计算链表 B 的长度
while(curB != NULL){
lenB++;
curB = curB->next;
}
// 将 curB 指针重新指向链表头部
curB = headB;
// 计算链表长度差异
int gap = abs(lenA - lenB);
// 移动较长的链表指针，使两个指针处于相同相对位置
if(lenA > lenB){
while(gap--)
curA = curA->next;
} else {
while(gap--)
curB = curB->next;
}
// 同时遍历两个链表，寻找交点
while(curA != NULL && curB != NULL){
if(curA == curB)
return curA;
curA = curA->next;
curB = curB->next;
}
// 如果没有交点，则返回空指针
return NULL;
}
};2环形链表 II
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。
提示：
- 链表中节点的数目范围在范围
[0, 104]内 -105 <= Node.val <= 105pos的值为-1或者链表中的一个有效索引
思路：
本题主要考察两知识点：
- 判断链表是否环
- 如果有环，如何找到这个环的入口
-
使用快慢指针方法判断链表是否有环：
- 初始化两个指针，分别指向链表头部。
- 快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步，直到快指针追上慢指针或者快指针到达链表尾部。
- 如果快慢指针相遇，则链表存在环；否则，链表不含环。
-
如果链表含有环，如何找到环的入口：
- 当快慢指针第一次相遇时，将其中一个指针重新指向链表头部。
- 然后，两个指针同时以相同速度移动，直至再次相遇。
- 第二次相遇时，相遇点即为环的入口。
代码：
class Solution {
public:
ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
// 初始化快慢指针，都指向链表头部
ListNode* fast = head; // 快指针
ListNode* slow = head; // 慢指针
// 快慢指针遍历链表，直到快指针到达链表尾部或快指针追上慢指针
while(fast != NULL && fast->next != NULL) {
// 慢指针移动一步
slow = slow->next;
// 快指针移动两步
fast = fast->next->next;
// 如果快慢指针相遇，说明存在环
if (slow == fast) {
// 将其中一个指针重新指向链表头部
ListNode* index1 = fast; // 用于遍历环
ListNode* index2 = head; // 用于遍历非环部分
// 从链表头部和相遇点同时出发，直至两指针相遇，即找到环的入口
while (index1 != index2) {
index1 = index1->next;
index2 = index2->next;
}
return index2; // 返回环的入口节点
}
}
// 遍历结束，未找到环，返回空指针
return NULL;
}
};3 两两交换链表中的节点
给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。
示例 1：
输入：head = [1,2,3,4] 输出：[2,1,4,3]
示例 2：
输入：head = [] 输出：[]
示例 3：
输入：head = [1] 输出：[1]
提示：
- 链表中节点的数目在范围
[0, 100]内 0 <= Node.val <= 100
思路：
-
首先，判断链表是否为空或只含有一个节点，若是，则无需交换，直接返回头节点。
-
若链表含有两个以上节点，则进行交换：
- 保存新的头节点，即原头节点的下一个节点。
- 递归地交换剩余部分的节点，即调用
swapPairs函数对原头节点的下一个节点的下一个节点进行交换。 - 将原头节点连接到新头节点的后面。
- 返回新的头节点。
代码：
class Solution {
public:
ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
// 如果链表为空或者只有一个节点，无需交换，直接返回头节点
if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
return head;
}
// 保存新的头节点
ListNode* newHead = head->next;
// 递归交换剩余部分的节点
head->next = swapPairs(newHead->next);
// 将原头节点连接到新头节点的后面
newHead->next = head;
// 返回新的头节点
return newHead;
}
};
