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160. 相交链表

题目

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 m
• listB 中节点数目为 n
• 0 <= m, n <= 3 * 10^4
• 1 <= Node.val <= 10^5
• 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 + 1] == listB[skipB + 1]

**进阶：**你能否设计一个时间复杂度 O(n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？解题思路

方法1：使用哈希集合

1. 遍历链表A，将节点存入Set
2. 遍历链表B，判断Set中是否已有当前节点，若有，则该节点即为相交起始节点
3. 若遍历完未找到相交节点，即不相交，返回null

复杂度分析

1. 时间复杂度：O(m + n)，m和n分别为两条链表长度，需要遍历两条链表，故时间复杂度为O(m + n)
2. 空间复杂度：O(m)，m为链表A的长度，需要使用哈希集合存储链表A的所有节点

方法2：使用O(1)内存的解决方案

1. 假设将链表A拼接到链表B的尾节点后面，将链表B拼接到链表A的尾节点后面，则新形成的两条链表具有相同长度m + n(m、n分别为两条链表的长度)
2. 若两条链表相交，则新链表会有两个“起始交点”，且两条新链表的第二个“起始交点”后的节点数相同 又因为总长度相同，于是第二个“起始交点”前的节点数相同 故让两条新链表同时开始遍历，至第一次遇到相同节点，即为“起始交点”
3. 若两条链表不相交，则遍历完两条新链表，同时为null

复杂度分析

1. 时间复杂度：O(m + n)，需要遍历两条链表拼接的长度
2. 空间复杂度：O(1)

代码1

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val) {
 *     this.val = val;
 *     this.next = null;
 * }
 */

/**
 * @param {ListNode} headA
 * @param {ListNode} headB
 * @return {ListNode}
 */
var getIntersectionNode = function(headA, headB) {
    const set = new Set()
    let p = headA
    while (p) {
        set.add(p)
        p = p.next
    }
    p = headB
    while (p) {
        if (set.has(p)) {
            return p
        }
        p = p.next
    }
    return null
};

代码2

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * function ListNode(val) {
 *     this.val = val;
 *     this.next = null;
 * }
 */

/**
 * @param {ListNode} headA
 * @param {ListNode} headB
 * @return {ListNode}
 */
var getIntersectionNode = function(headA, headB) {
    if (headA === null || headB === null) {
        return null
    }
    let p1 = headA
    let p2 = headB
    while (p1 !== p2) {
        p1 = p1 == null ? headB : p1.next
        p2 = p2 == null ? headA : p2.next
    }
    return p1
};