数据结构与算法之链表 链表相交边界 双链表长度差处理

数据结构与算法阿木 发布于 2025-07-11 7 次阅读


摘要:

链表相交边界问题是指在两个单链表或双链表中,存在一个公共的节点序列,该序列从某个节点开始,直到链表的末尾。本文将深入探讨链表相交边界问题的解决方案,并针对双链表长度差的情况进行详细分析,提供相应的代码实现。

一、

链表是数据结构中常见的一种,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。链表相交边界问题在实际应用中较为常见,如社交网络中的好友关系链、数据库中的索引链等。解决链表相交边界问题对于优化算法性能和提升用户体验具有重要意义。

二、链表相交边界问题分析

1. 问题定义

假设有两个链表A和B,链表A的节点序列为A1, A2, ..., An,链表B的节点序列为B1, B2, ..., Bm。如果存在一个公共节点序列C1, C2, ..., Ck,使得C1是A和B的公共节点,且Ck是链表A和B的最后一个节点,则称链表A和B在节点Ck处相交。

2. 问题难点

(1)如何找到链表相交的起始节点;

(2)如何处理双链表长度差的情况。

三、解决方案

1. 找到链表相交的起始节点

(1)计算链表A和B的长度,分别为lenA和lenB;

(2)将较长的链表向后移动(lenA - lenB)个节点;

(3)同时遍历两个链表,当遍历到相同节点时,即为相交的起始节点。

2. 处理双链表长度差的情况

(1)计算链表A和B的长度,分别为lenA和lenB;

(2)将较长的链表向后移动(lenA - lenB)个节点;

(3)同时遍历两个链表,当遍历到相同节点时,即为相交的起始节点;

(4)如果遍历到链表末尾仍未找到相交节点,则说明两个链表不相交。

四、代码实现

以下为链表相交边界问题的代码实现,包括单链表和双链表的情况:

python

class ListNode:


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


self.val = val


self.next = next

def find_intersection(headA, headB):


lenA, lenB = 0, 0


pA, pB = headA, headB

计算链表长度


while pA:


lenA += 1


pA = pA.next


while pB:


lenB += 1


pB = pB.next

移动较长的链表


if lenA > lenB:


pA = move_to_head(pA, lenA - lenB)


else:


pB = move_to_head(pB, lenB - lenA)

遍历链表寻找相交节点


while pA and pB:


if pA == pB:


return pA


pA = pA.next


pB = pB.next

return None

def move_to_head(head, n):


while n > 0:


head = head.next


n -= 1


return head

双链表实现


class DoubleListNode:


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


self.val = val


self.prev = prev


self.next = next

def find_double_intersection(headA, headB):


lenA, lenB = 0, 0


pA, pB = headA, headB

计算链表长度


while pA:


lenA += 1


pA = pA.next


while pB:


lenB += 1


pB = pB.next

移动较长的链表


if lenA > lenB:


pA = move_to_head(pA, lenA - lenB)


else:


pB = move_to_head(pB, lenB - lenA)

遍历链表寻找相交节点


while pA and pB:


if pA == pB:


return pA


pA = pA.next


pB = pB.prev

return None

def move_to_head(head, n):


while n > 0:


head = head.next


n -= 1


return head


五、总结

本文针对链表相交边界问题进行了详细分析,并提供了单链表和双链表的代码实现。在实际应用中,可以根据具体需求选择合适的解决方案。本文还针对双链表长度差的情况进行了处理,提高了算法的鲁棒性。