数据结构与算法之链表 链表相交边界 双链表无交点返回 null

数据结构与算法阿木 发布于 6 天前 1 次阅读


摘要:

链表相交边界问题是一个经典的算法问题,主要涉及两个链表相交的情况。本文将围绕双链表无交点返回 null 的主题,深入探讨链表相交边界问题的解决方案,包括算法原理、代码实现以及性能分析。

一、

链表是计算机科学中常见的数据结构之一,它由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表相交边界问题指的是两个链表在某个节点之后开始共享相同的节点,我们需要找到这个交点。

二、算法原理

要解决这个问题,我们可以采用以下步骤:

1. 计算两个链表的长度。

2. 将较长的链表移动到与较短链表相同长度的位置。

3. 同时遍历两个链表,直到找到交点或遍历结束。

三、代码实现

以下是一个基于 Python 的链表相交边界问题的解决方案:

python

class ListNode:


def __init__(self, val=0, next=None):


self.val = val


self.next = next

def get_length(head):


length = 0


while head:


length += 1


head = head.next


return length

def find_intersection(head1, head2):


len1 = get_length(head1)


len2 = get_length(head2)



将较长的链表移动到与较短链表相同长度的位置


if len1 > len2:


for _ in range(len1 - len2):


head1 = head1.next


else:


for _ in range(len2 - len1):


head2 = head2.next



同时遍历两个链表,找到交点


while head1 and head2:


if head1 == head2:


return head1


head1 = head1.next


head2 = head2.next



如果没有交点,返回 None


return None

测试代码


def create_list(values):


head = ListNode(values[0])


current = head


for value in values[1:]:


current.next = ListNode(value)


current = current.next


return head

def print_list(head):


current = head


while current:


print(current.val, end=' ')


current = current.next


print()

创建两个链表


list1 = create_list([1, 2, 3, 4, 5])


list2 = create_list([6, 7, 8, 9, 10, 11])


list2.next.next.next.next.next = list1.next.next.next 设置交点

找到交点并打印


intersection = find_intersection(list1, list2)


if intersection:


print("Intersection at:", intersection.val)


else:


print("No intersection.")


四、性能分析

该算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是两个链表长度的和。空间复杂度为 O(1),因为我们只需要常数级别的额外空间来存储长度和指针。

五、总结

本文深入解析了链表相交边界问题,并给出了一种基于双链表无交点返回 null 的解决方案。通过计算链表长度、移动指针和同时遍历链表,我们可以找到两个链表的交点。在实际应用中,这种算法可以有效地解决链表相交边界问题。