【剑指Offer学习】【面试题37：两个链表的第一个公共结点】

题目：输入两个链表，找出它们的第一个公共结点。

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链表结点定义

    /**     * 链表结点类     */    private static class ListNode {        int val;        ListNode next;        public ListNode() {        }        public ListNode(int val) {            this.val = val;        }        @Override        public String toString() {            return val + "";        }    }

解题思路：

第一种：直接法
　　在第一个链表上顺序遍历每个结点，每遍历到一个结点的时候，在第二个链表上顺序遍历每个结点。如果在第二个链表上有一个结点和第一个链表上的结点一样，说明两个链表在这个结点上重合，于是就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是O(mn） 。

第二种：使用栈
　　所以两个有公共结点而部分重舍的链衰，拓扑形状看起来像一个Y， 而不可能像X（如图5.3 所示）。

　　经过分析我们发现，如果两个链表有公共结点，那么公共结点出现在两个链表的尾部。如果我们从两个链衰的尾部开始往前比较，最后一个相同的结点就是我们要找的结点。
　　在上述思路中，我们需要用两个辅助钱。如果链表的长度分别为m 和n，那么空间复杂度是O(m+n）。这种思路的时间复杂度也是O(m+n）。和最开始的蛮力法相比，时间效率得到了提高，相当于是用空间消耗换取了时间效率。

第三种：先行法
　　在图5.3 的两个链表中，我们可以先遍历一次得到它们的长度分别为5 和4， 也就是较长的链表与较短的链表相比多一个结点。第二次先在长的链表上走1 步，到达结点2。接下来分别从结点2 和结点4 出发同时遍历两个结点， 直到找到它们第一个相同的结点6，这就是我们想要的结果。
　　第三种思路和第二种思路相比，时间复杂度都是O(m＋啡， 但我们不再需要辅助的拢，因此提高了空间效率。

本题采用第三种解法

代码实现

public class Test37 {    /**     * 链表结点类     */    private static class ListNode {        int val;        ListNode next;        public ListNode() {        }        public ListNode(int val) {            this.val = val;        }        @Override        public String toString() {            return val + "";        }    }    /**     * 找两个结点的第一个公共结点，如果没有找到返回null，方法比较好，考虑了两个链表中有null的情况     *     * @param head1 第一个链表     * @param head2 第二个链表     * @return 找到的公共结点，没有返回null     */    public static ListNode findFirstCommonNode(ListNode head1, ListNode head2) {        int length1 = getListLength(head1);        int length2 = getListLength(head2);        int diff = length1 - length2;        ListNode longListHead = head1;        ListNode shortListHead = head2;        if (diff < 0) {            longListHead = head2;            shortListHead = head1;            diff = length2 - length1;        }        for (int i = 0; i < diff; i++) {            longListHead = longListHead.next;        }        while (longListHead != null && shortListHead != null && longListHead != shortListHead) {            longListHead = longListHead.next;            shortListHead = shortListHead.next;        }        // 返回第一个相同的公共结点，如果没有返回null        return longListHead;    }    private static int getListLength(ListNode head) {        int result = 0;        while (head != null) {            result++;            head = head.next;        }        return result;    }    public static void main(String[] args) {        test1();        test2();        test3();        test4();    }    private static void test1() {        // 第一个公共结点在链表中间        // 1 - 2 - 3 \        //            6 - 7        //     4 - 5 /        ListNode n1 = new ListNode(1);        ListNode n2 = new ListNode(2);        ListNode n3 = new ListNode(3);        ListNode n4 = new ListNode(4);        ListNode n5 = new ListNode(5);        ListNode n6 = new ListNode(6);        ListNode n7 = new ListNode(7);        n1.next = n2;        n2.next = n3;        n3.next = n6;        n6.next = n7;        n4.next = n5;        n5.next = n6;        System.out.println(findFirstCommonNode(n1, n4)); // 6    }    private static void test2() {        // 没有公共结点        // 1 - 2 - 3 - 4        //        // 5 - 6 - 7        ListNode n1 = new ListNode(1);        ListNode n2 = new ListNode(2);        ListNode n3 = new ListNode(3);        ListNode n4 = new ListNode(4);        ListNode n5 = new ListNode(5);        ListNode n6 = new ListNode(6);        ListNode n7 = new ListNode(7);        n1.next = n2;        n2.next = n3;        n3.next = n4;        n5.next = n6;        n6.next = n7;        System.out.println(findFirstCommonNode(n1, n5)); // null    }    private static void test3() {        // 公共结点是最后一个结点        // 1 - 2 - 3 - 4 \        //                7        //         5 - 6 /        ListNode n1 = new ListNode(1);        ListNode n2 = new ListNode(2);        ListNode n3 = new ListNode(3);        ListNode n4 = new ListNode(4);        ListNode n5 = new ListNode(5);        ListNode n6 = new ListNode(6);        ListNode n7 = new ListNode(7);        n1.next = n2;        n2.next = n3;        n3.next = n4;        n4.next = n7;        n5.next = n6;        n6.next = n7;        System.out.println(findFirstCommonNode(n1, n5)); // 7    }    private static void test4() {        // 公共结点是第一个结点        // 1 - 2 - 3 - 4 - 5        // 两个链表完全重合        ListNode n1 = new ListNode(1);        ListNode n2 = new ListNode(2);        ListNode n3 = new ListNode(3);        ListNode n4 = new ListNode(4);        ListNode n5 = new ListNode(5);        ListNode n6 = new ListNode(6);        ListNode n7 = new ListNode(7);        n1.next = n2;        n2.next = n3;        n3.next = n4;        n4.next = n5;        System.out.println(findFirstCommonNode(n1, n1)); // 1    }}

运行结果