【手撕力扣链表题】 环形链表,相交链表 （498）

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• 【开卷数据结构】

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目录

🌺141. 环形链表

🍁题目描述

🍁基础框架

 🍁详细思路

🍀思路一【哈希表】

💬 代码演示

🍀思路二【快慢指针】

💬 代码演示

🌺160. 相交链表

🍁题目描述

🍁基础框架

🍁详细思路

🍀思路一【哈希表】

💬 代码演示

🍀思路二【双指针】

💬 代码演示

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🌺141. 环形链表

🍁题目描述

---

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 1：

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。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
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：false
解释：链表中没有环。

提示：

    链表中节点的数目范围是 [0, 104]
    -105 <= Node.val <= 105
    pos 为 -1 或者链表中的一个 有效索引 。

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🍁基础框架

---

• C++ 版本给出的基础框架代码如下：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        
    }
};

 🍁详细思路

---

🍀思路一【哈希表】

使用哈希表，遍历整个链表，当遍历到节点时进行判断，如果结点不在哈希表内，将结点加入哈希表。如果结点存在，则是环形链表。

💬 代码演示

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
      unordered_sethash;
      while(head!=NULL)
      {
          if(hash.find(head)!=hash.end()) return true;
          else
          {
              hash.insert(head);
              head=head->next;
          }
      }
      return false;
    }
};

🍀思路二【快慢指针】

1. 慢指针指向头结点，快指针指向头结点的下一个结点。
2. 满指针走一步，快指针走两步。若存在环，则两个指针之间相对距离减一，迟早会相遇。
3. 若不存在环，快指针会提前越界。

💬 代码演示

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        if(head==NULL||head->next==NULL) return false；
        ListNode*slow=head;
        ListNode*fast=head->next;
      while(slow!=fast)
      {
          if(fast==NULL||fast->next==NULL) return false;
          else
          {
              slow=slow->next;
              fast=fast->next->next;
          }
      }
      return true;
    }
};

🌺160. 相交链表

🍁题目描述

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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 。

自定义评测：

评测系统 的输入如下（你设计的程序 不适用 此输入）：

    intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0
    listA - 第一个链表
    listB - 第二个链表
    skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
    skipB - 在 listB 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数

评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB 传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被 视作正确答案 。

示例 1：

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。

示例 2：

输入：intersectVal = 2, listA = [1,9,1,2,4], 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 [1,9,1,2,4]，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 m
    listB 中节点数目为 n
    1 <= m, n <= 3 * 104
    1 <= Node.val <= 105
    0 <= skipA <= m
    0 <= 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] == listB[skipB]

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🍁基础框架

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/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        
    }
};

🍁详细思路

---

🍀思路一【哈希表】

1. 遍历headA，将headA中的每一个结点加入哈希表。
2. 遍历headB，如果遍历到的结点不在哈希表内，继续遍历下一结点。如果在哈希表内，该结点之后的所有结点都应相交。
3. 如果链表headB中的所有节点都不在哈希表中，则两个链表不相交，返回null

💬 代码演示

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        unordered_set visited;
        ListNode *temp = headA;
        while (temp != NULL) 
        {
            visited.insert(temp);
            temp = temp->next;
        }
        temp = headB;
        while (temp != NULL) 
        {
            if (visited.count(temp)) 
            {
                return temp;
            }
            temp = temp->next;
        }
        return NULL;
    }
};

🍀思路二【双指针】

headA的节点数量为 a ，链表 headB的节点数量为 b ，两链表的公共尾部的节点数量为 c ，则有：

• 头节点 headA 到第一个公共结点前，共有 a−c 个节点；
• 头节点 headB 到第一个公共结点前，共有 b−c 个节点；

        若两个链表相交，当指针pA遍历完headA之后，pB遍历完headB之后，pA移到headB的头结点，pB移到headA的头结点。当指针pA和指针pB移动a+b-c步时，两个指针会到达第一个公共结点。

        若两个链表不相交，两个指针会同时到达两个链表的尾节点，然后同时变成NULL，此时返回NULL

💬 代码演示

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        if (headA == nullptr || headB == nullptr) {
            return nullptr;
        }
        ListNode *pA = headA, *pB = headB;
        while (pA != pB) {
            pA = pA == nullptr ? headB : pA->next;
            pB = pB == nullptr ? headA : pB->next;
        }
        return pA;
    }
};

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