用于查找两个链表的交点的 C 程序

一个系统中有两个单链表。由于一些编程错误，其中一个链表的结束节点链接到了第二个链表，形成了一个倒 Y 形链表。编写一个程序来获取两个链表合并的点。

Y形链表

上图显示了一个示例，其中两个链表具有 15 个作为交点。

方法1（只需使用两个循环）：
使用 2 个嵌套的 for 循环。外部循环将针对第一个列表的每个节点，内部循环将针对第二个列表。在内部循环中，检查第二个链表的任何节点是否与第一个链表的当前节点相同。此方法的时间复杂度为 O(M * N)，其中 m 和 n 是两个列表中的节点数。

方法2（标记访问节点）：
该解决方案需要修改基本的链表数据结构。每个节点都有一个已访问标志。遍历第一个链表并不断标记访问过的节点。现在遍历第二个链表，如果再次看到访问过的节点，则有一个交点，返回相交的节点。此解决方案在O(m+n)中有效，但需要每个节点的附加信息。不需要修改基本数据结构的该解决方案的变体可以使用散列来实现。遍历第一个链表并将访问节点的地址存储在哈希中。现在遍历第二个链表，如果您看到哈希中已经存在的地址，则返回相交节点。

方法3（使用节点数的差异）：

获取第一个列表中的节点数，设 count 为 c1。
获取第二个列表中的节点数，设 count 为 c2。
获得计数的差异d = abs(c1 – c2)
现在遍历从第一个节点到 d 个节点的更大列表，以便从这里开始两个列表的节点数相等
然后我们可以并行遍历这两个列表，直到遇到一个公共节点。（注意，获取普通节点是通过比较节点的地址来完成的）

下图是上述方法的试运行：

以下是上述方法的实现：

C

// C program to get intersection point
//  of two linked list
#include 
#include 
  
// Link list node 
struct Node 
{
    int data;
    struct Node* next;
};
  
// Function to get the counts of node 
// in a linked list 
int getCount(struct Node* head);
  
/* function to get the intersection point 
   of two linked lists head1 and head2 
   where head1 has d more nodes than head2 */
int _getIntesectionNode(int d, struct Node* head1, 
                        struct Node* head2);
  
/* function to get the intersection point
   of two linked lists head1 and head2 */
int getIntesectionNode(struct Node* head1, 
                       struct Node* head2)
{
    int c1 = getCount(head1);
    int c2 = getCount(head2);
    int d;
  
    if (c1 > c2) 
    {
        d = c1 - c2;
        return _getIntesectionNode(d, head1, 
                                   head2);
    }
    else 
    {
        d = c2 - c1;
        return _getIntesectionNode(d, head2, 
                                   head1);
    }
}
  
/* function to get the intersection point 
   of two linked lists head1 and head2
   where head1 has d more nodes than head2 */
int _getIntesectionNode(int d, struct Node* head1, 
                        struct Node* head2)
{
    int i;
    struct Node* current1 = head1;
    struct Node* current2 = head2;
  
    for (i = 0; i < d; i++)
    {
        if (current1 == NULL) 
        {
            return -1;
        }
        current1 = current1->next;
    }
  
    while (current1 != NULL && 
           current2 != NULL) 
    {
        if (current1 == current2)
            return current1->data;
        current1 = current1->next;
        current2 = current2->next;
    }
  
    return -1;
}
  
/* Takes head pointer of the linked list 
   and returns the count of nodes in 
   the list */
int getCount(struct Node* head)
{
    struct Node* current = head;
    int count = 0;
  
    while (current != NULL) 
    {
        count++;
        current = current->next;
    }
    return count;
}
  
// Driver code
int main()
{
    /* Create two linked lists
    1st 3->6->9->15->30
    2nd 10->15->30
    15 is the intersection point */
    struct Node* newNode;
    struct Node* head1 = 
           (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    head1->data = 10;
  
    struct Node* head2 = 
           (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    head2->data = 3;
  
    newNode = 
    (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = 6;
    head2->next = newNode;
  
    newNode = 
    (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = 9;
    head2->next->next = newNode;
  
    newNode = 
    (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = 15;
    head1->next = newNode;
    head2->next->next->next = newNode;
  
    newNode = 
    (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = 30;
    head1->next->next = newNode;
  
    head1->next->next->next = NULL;
  
    printf("The node of intersection is %d ",
            getIntesectionNode(head1, head2));
  
    getchar();
}

输出：

The node of intersection is 15

时间复杂度： O(m+n)
辅助空间： O(1)

方法4（在第一个列表中画圈）：
感谢Saravanan Man提供以下解决方案。
1.遍历第一个链表（计数元素），制作一个循环链表。（记住最后一个节点，以便我们以后可以打破圆圈）。
2. 现在将问题视为在第二个链表中找到循环。所以问题就解决了。
3. 由于我们已经知道循环的长度（第一个链表的大小），我们可以遍历第二个链表中的许多节点，然后从第二个链表的开头开始另一个指针。我们必须遍历直到它们相等，这就是所需的交点。
4. 从链表中删除圆圈。

时间复杂度： O(m+n)
辅助空间： O(1)

方法5（反转第一个列表并制作方程式）：
感谢Saravanan Mani提供这种方法。

1) Let X be the length of the first linked list until intersection point.
   Let Y be the length of the second linked list until the intersection point.
   Let Z be the length of the linked list from the intersection point to End of
   the linked list including the intersection node.
   We Have
           X + Z = C1;
           Y + Z = C2;
2) Reverse first linked list.
3) Traverse Second linked list. Let C3 be the length of second list - 1. 
     Now we have
        X + Y = C3
     We have 3 linear equations. By solving them, we get
       X = (C1 + C3 – C2)/2;
       Y = (C2 + C3 – C1)/2;
       Z = (C1 + C2 – C3)/2;
      WE GOT THE INTERSECTION POINT.
4)  Reverse first linked list.

优点：没有指针比较。
缺点：修改链表（倒排表）。
时间复杂度： O(m+n)
辅助空间： O(1)

方法6（遍历两个列表并比较最后一个节点的地址）：该方法仅用于检测是否存在交叉点。（感谢 NeoTheSaviour 的建议）

1) Traverse the list 1, store the last node address
2) Traverse list 2, store the last node address.
3) If nodes stored in 1 and 2 are same then they are intersecting.

该方法的时间复杂度为O(m+n)，使用的辅助空间为O(1)

有关详细信息，请参阅关于编写函数以获取两个链表的交点的完整文章！