找出链表的第一个公共结点(链表)。
来源:互联网 发布:孟极序列号淘宝 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 21:51
题目:两个单向链表,找出它们的第一个公共结点。
链表的结点定义为:
structListNode
{
int m_nKey ;
ListNode * m_pNext ;
};
分析:这是一道微软的面试题。微软非常喜欢与链表相关的题目,因此在微软的面试题中,链表出现的概率相当高。
如果两个单向链表有公共的结点,也就是说两个链表从某一结点开始,它们的m_pNext 都指向同一个结点。但由于是单向链表的结点,每个结点只有一个m_pNext ,因此从第一个公共结点开始,之后它们所有结点都是重合的,不可能再出现分叉。所以,两个有公共结点而部分重合的链表,拓扑形状看起来像一个Y ,而不可能像 X 。
看到这个题目,第一反应就是蛮力法:在第一链表上顺序遍历每个结点。每遍历一个结点的时候,在第二个链表上顺序遍历每个结点。如果此时两个链表上的结点是一样的,说明此时两个链表重合,于是找到了它们的公共结点。如果第一个链表的长度为m ,第二个链表的长度为 n ,显然,该方法的时间复杂度为 O(mn)。
接 下来我们试着去寻找一个线性时间复杂度的算法。我们先把问题简化:如何判断两个单向链表有没有公共结点?前面已经提到,如果两个链表有一个公共结点,那么 该公共结点之后的所有结点都是重合的。那么,它们的最后一个结点必然是重合的。因此,我们判断两个链表是不是有重合的部分,只要分别遍历两个链表到最后一 个结点。如果两个尾结点是一样的,说明它们用重合;否则两个链表没有公共的结点。
在上面的思路中,顺序遍历两个链表到尾结点的时候,我们不能保证在两个链表上同时到达尾结点。这是因为两个链表不一定长度一样。但如果假设一个链表比另一个长l 个结点,我们先在长的链表上遍历 l 个结点,之后再同步遍历,这个时候我们就能保证同时到达最后一个结点了。由于两个链表从第一个公共结点考试到链表的尾结点,这一部分是重合的。因此,它们肯定也是同时到达第一公共结点的。于是在遍历中,第一个相同的结点就是第一个公共的结点。
在这个思路中,我们先要分别遍历两个链表得到它们的长度,并求出两个长度之差。在长的链表上先遍历若干次之后,再同步遍历两个链表,知道找到相同的结点,或者一直到链表结束。此时,如果第一个链表的长度为m ,第二个链表的长度为 n ,该方法的时间复杂度为 O(m+n)。
package structure.list; import structure.list.node.LNode_01; /** * 题目:两个单向链表,找出它们的第一个公共结点 * * @author Toy * */ public class First_CommonNode { LNode_01 head1 = null; LNode_01 head2 = null; LNode_01 head = null; public LNode_01 method_01() { init(); return getFirstCommonNode_01(head1, head2); } /** * 逐个考察 O(m*n) * * @param head1 * @param head2 * @return */ private LNode_01 getFirstCommonNode_01(LNode_01 head1, LNode_01 head2) { LNode_01 p = head1; LNode_01 q = head2; while (p != null) { q = head2; while (q != null) { if (q == p) { return p; } q = q.next; } p = p.next; } return null; } public LNode_01 method_02() { return getFirstCommonNode_02(head1, head2); } /** * 先找到长度差K,然后长的先遍历K步,二者再同步遍历 * * @param head1 * @param head2 * @return */ private LNode_01 getFirstCommonNode_02(LNode_01 head1, LNode_01 head2) { int len1 = LinkList_01.getLength(head1); int len2 = LinkList_01.getLength(head2); int delta = Math.abs(len1 - len2); LNode_01 first = head1; LNode_01 follow = head2; if (len2 > len1) { first = head2; follow = head1; } first = LinkList_01.toNodeK(first, delta + 1); while (follow != null && first != null) { if (follow == first) { return follow; } follow = follow.next; first = first.next; } return null; } public void init() { head = creatList(); head1 = creatList(); head2 = creatList(); head1 = concatList(head1, head); head2 = concatList(head2, head); } private LNode_01 creatList() { System.out.println("Creat new list"); LinkList_01 list = new LinkList_01(); list.header = null; list.creat(); list.show(); return list.header; } public LNode_01 concatList(LNode_01 head1, LNode_01 head) { LNode_01 p = head1; while (p.next != null) { p = p.next; } p.next = head; return head1; } /** * @param args */ public static void main(String[] args) { First_CommonNode f = new First_CommonNode(); LNode_01 n = f.method_01(); if (n == null) { System.out.println("not find"); } else { System.out.println("first common elem: " + n.data); } n = f.method_02(); if (n == null) { System.out.println("not find"); } else { System.out.println("first common elem: " + n.data); } } }
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