Linked List Intersection at End Using Java

在编程中处理链表时，一个常见的问题是确定两个链表是否相交。如果相交，则找出链表相交的节点。这种情况发生在两个链表在末端共享一组共同节点时，形成一个 Y 形结构。在本节中，我们将详细讨论这个问题，理解解决它的方法，并提供完整的 Java 实现以及简洁的解释。

理解问题

考虑两个单向 链表，List1 和 List2。这些链表可能在某个节点相交，使得从相交点开始的所有节点对两个链表都是共同的。下面是一个说明：

在这种情况下，相交从节点 6 开始。从该点 onwards，这两个链表共享相同的节点。我们的任务是检测这种相交并返回相交的节点。

示例

对于输入列表

输出

 
Intersection at node with value: 6   

对于没有相交的输入列表

输出

 
No intersection found.   

问题特征

1. 单次相交点：一旦两个链表相交，它们将共享所有后续节点。
2. 共享引用：相交节点是 内存 中的一个共享引用，而不仅仅是具有相同值的节点。
3. 不相交列表：如果列表不相交，方法应返回 null。

方法

高效解决此问题的关键是利用两个链表长度的差异。以下是分步方法：

1. 查找长度：计算两个链表的长度。
2. 对齐起点：通过将较长链表的头部向前移动长度差来对齐两个链表的起点。
3. 同时遍历：同时遍历两个链表，每一步都检查节点是否相同。
4. 返回相交点：遇到的第一个公共节点就是相交点。如果没有这样的节点，则返回 null。

文件名：LinkedListIntersection.java

输出

 
Intersection at node with value: 6   

解释

getIntersectionNode() 方法通过使用 getLength() 辅助方法首先计算两个链表的长度，从而有效地找到链表相交点。它使我们能够确定长度差，并通过前进较长链表的头部来对齐两个链表的起点。

对齐后，该方法同时遍历两个链表，检查当前节点是否相同（即，它们是否引用相同的内存位置）。遇到的第一个公共节点被作为相交点返回，如果不存在相交则返回 null。

该方法的时间复杂度为 O(m + n)，其中 m 和 n 是链表的长度，空间复杂度为 O(1)，因此它在时间和空间上都是高效的。

结论

查找两个链表相交点的问题突显了理解数据底层结构并利用其优化操作的重要性。所提出的解决方案在时间和空间上都很高效，并能优雅地处理边缘情况。这种方法为解决 Java 中常见的链表问题提供了一种清晰而稳健的方法。