巧解 LeetCode 160：揭秘链表相交的艺术

2024-01-05 13:28:26

在数据结构和算法的世界中，链表是一个至关重要的概念。它是一种线性数据结构，由一组节点组成，每个节点都包含一个值和指向下一个节点的指针。链表的独特优势在于其插入和删除操作的效率，使其成为解决许多编程问题的理想选择。

在 LeetCode 的 160 道题中，有一道经典题目的要求是：给定两个链表的头节点，判断两个链表是否相交，如果相交则返回相交的起始节点，否则返回 null。这道题目乍一看似乎并不复杂，但它考验的是我们对链表数据结构的理解和算法设计的功底。

要解决 LeetCode 160，我们可以采用两种不同的方法：双指针法和哈希表法。每种方法都有其独特的优点和缺点，让我们逐一探讨。

双指针法：

双指针法的核心思想是使用两个指针，分别指向两个链表的头部。然后，我们同时遍历两个链表，每一步都将两个指针同时向后移动一个节点。如果两个指针在某个时刻相遇，则表明两个链表相交，相交点即为两个指针所指向的节点。否则，如果两个指针都到达了各自链表的末尾，则说明两个链表不相交。

def getIntersectionNode(headA, headB):
    ptrA = headA
    ptrB = headB

    while ptrA != ptrB:
        ptrA = ptrA.next if ptrA else headB
        ptrB = ptrB.next if ptrB else headA

    return ptrA

双指针法的优势在于其时间复杂度为 O(n)，其中 n 是两个链表的总长度。此外，它只需要常数的空间复杂度。

哈希表法：

哈希表法的核心思想是将一个链表中的所有节点都存储在一个哈希表中。然后，我们遍历另一个链表，并检查每个节点是否在哈希表中。如果某个节点在哈希表中，则表明两个链表相交，相交点即为该节点。否则，如果我们遍历完第二个链表，没有找到任何节点在哈希表中，则说明两个链表不相交。

def getIntersectionNode(headA, headB):
    hashtable = set()

    while headA:
        hashtable.add(headA)
        headA = headA.next

    while headB:
        if headB in hashtable:
            return headB
        headB = headB.next

    return None