鏈表面試題Java實現【重要】

 

【聲明】 

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生命壹號：http://www.cnblogs.com/smyhvae/

文章來源：http://www.cnblogs.com/smyhvae/p/4782595.html

 

【正文】

這份筆記整理了整整一個星期，每一行代碼都是自己默寫完成，並測試運行成功，同時也回顧了一下《劍指offer》這本書中和鏈表有關的講解，希望對筆試和面試有所幫助。OMG!

 

本文包含鏈表的以下內容：

　　1、單鏈表的創建和遍歷

　　2、求單鏈表中節點的個數

　　3、查找單鏈表中的倒數第k個結點（劍指offer，題15）

　　4、查找單鏈表中的中間結點

　　5、合並兩個有序的單鏈表，合並之后的鏈表依然有序【出現頻率高】（劍指offer，題17）

　　6、單鏈表的反轉【出現頻率最高】（劍指offer，題16）

　　7、從尾到頭打印單鏈表（劍指offer，題5）

　　8、判斷單鏈表是否有環

　　9、取出有環鏈表中，環的長度

　　10、單鏈表中，取出環的起始點（劍指offer，題56）。本題需利用上面的第8題和第9題。

　　11、判斷兩個單鏈表相交的第一個交點（劍指offer，題37）

 

此外，《劍指offer》中還有如下和鏈表相關的題目暫時還沒有收錄：（以后再收錄）

劍指offer，題13：在O(1)時間刪除鏈表結點

劍指offer，題26：復雜鏈表的復制

劍指offer，題45：圓圈中最后剩下的數字

劍指offer，題57：刪除鏈表中

 

1、單鏈表的創建和遍歷：

public class LinkList {
    public Node head;
    public Node current;

    //方法：向鏈表中添加數據
    public void add(int data) {
        //判斷鏈表為空的時候
        if (head == null) {//如果頭結點為空，說明這個鏈表還沒有創建，那就把新的結點賦給頭結點
            head = new Node(data);
            current = head;
        } else {
            //創建新的結點，放在當前節點的后面（把新的結點合鏈表進行關聯）
            current.next = new Node(data);
            //把鏈表的當前索引向后移動一位
            current = current.next;   //此步操作完成之后，current結點指向新添加的那個結點
        }
    }

    //方法：遍歷鏈表（打印輸出鏈表。方法的參數表示從節點node開始進行遍歷
    public void print(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }

        current = node;
        while (current != null) {
            System.out.println(current.data);
            current = current.next;
        }
    }


    class Node {
        //注：此處的兩個成員變量權限不能為private，因為private的權限是僅對本類訪問。
        int data; //數據域
        Node next;//指針域

        public Node(int data) {
            this.data = data;
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        LinkList list = new LinkList();
        //向LinkList中添加數據
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            list.add(i);
        }

        list.print(list.head);// 從head節點開始遍歷輸出
    }

}

上方代碼中，這里面的Node節點采用的是內部類來表示（33行）。使用內部類的最大好處是可以和外部類進行私有操作的互相訪問。

注：內部類訪問的特點是：內部類可以直接訪問外部類的成員，包括私有；外部類要訪問內部類的成員，必須先創建對象。

為了方便添加和遍歷的操作，在LinkList類中添加一個成員變量current，用來表示當前節點的索引（03行）。

這里面的遍歷鏈表的方法（20行）中，參數node表示從node節點開始遍歷，不一定要從head節點遍歷。

 

2、求單鏈表中節點的個數：

　　注意檢查鏈表是否為空。時間復雜度為O（n）。這個比較簡單。

核心代碼：

    //方法：獲取單鏈表的長度
    public int getLength(Node head) {
        if (head == null) {
            return 0;
        }

        int length = 0;
        Node current = head;
        while (current != null) {
            length++;
            current = current.next;
        }

        return length;
    }

 

3、查找單鏈表中的倒數第k個結點：

3.1  普通思路：

先將整個鏈表從頭到尾遍歷一次，計算出鏈表的長度size，得到鏈表的長度之后，就好辦了，直接輸出第(size-k)個節點就可以了（注意鏈表為空，k為0，k為1，k大於鏈表中節點個數時的情況

）。時間復雜度為O（n），大概思路如下：

public int findLastNode(int index) {  //index代表的是倒數第index的那個結點

        //第一次遍歷，得到鏈表的長度size
        if (head == null) {
            return -1;
        }

        current = head;
        while (current != null) {
            size++;
            current = current.next;
        }

        //第二次遍歷，輸出倒數第index個結點的數據
        current = head;
        for (int i = 0; i < size - index; i++) {
            current = current.next;
        }

        return current.data;
    }

如果面試官不允許你遍歷鏈表的長度，該怎么做呢？接下來就是。

 

3.2  改進思路：（這種思路在其他題目中也有應用）

     這里需要聲明兩個指針：即兩個結點型的變量first和second，首先讓first和second都指向第一個結點，然后讓second結點往后挪k-1個位置，此時first和second就間隔了k-1個位置，然后整體向后移動這兩個節點，直到second節點走到最后一個結點的時候，此時first節點所指向的位置就是倒數第k個節點的位置。時間復雜度為O（n）

代碼實現：（初版）

public Node findLastNode(Node head, int index) {

        if (node == null) {
            return null;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;

        //讓second結點往后挪index個位置
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            second = second.next;
        }

        //讓first和second結點整體向后移動，直到second結點為Null
        while (second != null) {
            first = first.next;
            second = second.next;
        }

        //當second結點為空的時候，此時first指向的結點就是我們要找的結點
        return first;
    }

 代碼實現：（最終版）（考慮k大於鏈表中結點個數時的情況時，拋出異常）

上面的代碼中，看似已經實現了功能，其實還不夠健壯:

　　要注意k等於0的情況；

　　如果k大於鏈表中節點個數時，就會報空指針異常，所以這里需要做一下判斷。

核心代碼如下：

    public Node findLastNode(Node head, int k) {
        if (k == 0 || head == null) {
            return null;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;

        //讓second結點往后挪k-1個位置
        for (int i = 0; i < k - 1; i++) {
            System.out.println("i的值是" + i);
            second = second.next;
            if (second == null) { //說明k的值已經大於鏈表的長度了
                //throw new NullPointerException("鏈表的長度小於" + k); //我們自己拋出異常，給用戶以提示
                return null;
            }
        }

        //讓first和second結點整體向后移動，直到second走到最后一個結點
        while (second.next != null) {
            first = first.next;
            second = second.next;
        }

        //當second結點走到最后一個節點的時候，此時first指向的結點就是我們要找的結點
        return first;
    }

 

4、查找單鏈表中的中間結點：

同樣，面試官不允許你算出鏈表的長度，該怎么做呢？

思路：

    和上面的第2節一樣，也是設置兩個指針first和second，只不過這里是，兩個指針同時向前走，second指針每次走兩步，first指針每次走一步，直到second指針走到最后一個結點時，此時first指針所指的結點就是中間結點。注意鏈表為空，鏈表結點個數為1和2的情況。時間復雜度為O（n）。

代碼實現：

    //方法：查找鏈表的中間結點
    public Node findMidNode(Node head) {

        if (head == null) {
            return null;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;
        //每次移動時，讓second結點移動兩位，first結點移動一位
        while (second != null && second.next != null) {
            first = first.next;
            second = second.next.next;
        }
        
        //直到second結點移動到null時，此時first指針指向的位置就是中間結點的位置
        return first;
    }

上方代碼中，當n為偶數時，得到的中間結點是第n/2 + 1個結點。比如鏈表有6個節點時，得到的是第4個節點。

 

5、合並兩個有序的單鏈表，合並之后的鏈表依然有序：

    這道題經常被各公司考察。

例如：

鏈表1：

　　1->2->3->4

鏈表2：

　　2->3->4->5

合並后：

　　1->2->2->3->3->4->4->5

解題思路：

　　挨着比較鏈表1和鏈表2。

　　這個類似於歸並排序。尤其要注意兩個鏈表都為空、和其中一個為空的情況。只需要O (1) 的空間。時間復雜度為O (max(len1,len2))

代碼實現：

    //兩個參數代表的是兩個鏈表的頭結點
    public Node mergeLinkList(Node head1, Node head2) {

        if (head1 == null && head2 == null) {  //如果兩個鏈表都為空
            return null;
        }
        if (head1 == null) {
            return head2;
        }
        if (head2 == null) {
            return head1;
        }

        Node head; //新鏈表的頭結點
        Node current;  //current結點指向新鏈表

        // 一開始，我們讓current結點指向head1和head2中較小的數據，得到head結點
        if (head1.data < head2.data) {
            head = head1;
            current = head1;
            head1 = head1.next;
        } else {
            head = head2;
            current = head2;
            head2 = head2.next;
        }

        while (head1 != null && head2 != null) {
            if (head1.data < head2.data) {
                current.next = head1;  //新鏈表中，current指針的下一個結點對應較小的那個數據
                current = current.next; //current指針下移
                head1 = head1.next;
            } else {
                current.next = head2;
                current = current.next;
                head2 = head2.next;
            }
        }

        //合並剩余的元素
        if (head1 != null) { //說明鏈表2遍歷完了，是空的
            current.next = head1;
        }

        if (head2 != null) { //說明鏈表1遍歷完了，是空的
            current.next = head2;
        }

        return head;
    }

 代碼測試：

    public static void main(String[] args) {
        LinkList list1 = new LinkList();
        LinkList list2 = new LinkList();
        //向LinkList中添加數據
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            list1.add(i);
        }

        for (int i = 3; i < 8; i++) {
            list2.add(i);
        }

        LinkList list3 = new LinkList();
        list3.head = list3.mergeLinkList(list1.head, list2.head); //將list1和list2合並，存放到list3中

        list3.print(list3.head);// 從head節點開始遍歷輸出
    }

 上方代碼中用到的add方法和print方法和第1小節中是一致的。

運行效果：

注：《劍指offer》中是用遞歸解決的，感覺有點難理解。

 

6、單鏈表的反轉：【出現頻率最高】

例如鏈表：

　　1->2->3->4

反轉之后：

　　4->3->2->1

思路：

　　從頭到尾遍歷原鏈表，每遍歷一個結點，將其摘下放在新鏈表的最前端。注意鏈表為空和只有一個結點的情況。時間復雜度為O（n） 

方法1：（遍歷）

    //方法：鏈表的反轉
    public Node reverseList(Node head) {

        //如果鏈表為空或者只有一個節點，無需反轉，直接返回原鏈表的頭結點
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }

        Node current = head;
        Node next = null; //定義當前結點的下一個結點
        Node reverseHead = null;  //反轉后新鏈表的表頭

        while (current != null) {
            next = current.next;  //暫時保存住當前結點的下一個結點，因為下一次要用

            current.next = reverseHead; //將current的下一個結點指向新鏈表的頭結點
            reverseHead = current;  

            current = next;   // 操作結束后，current節點后移
        }

        return reverseHead;
    }

上方代碼中，核心代碼是第16、17行。

方法2：（遞歸）

這個方法有點難，先不講了。

 

7、從尾到頭打印單鏈表：

　　對於這種顛倒順序的問題，我們應該就會想到棧，后進先出。所以，這一題要么自己使用棧，要么讓系統使用棧，也就是遞歸。注意鏈表為空的情況。時間復雜度為O（n）

　　注：不要想着先將單鏈表反轉，然后遍歷輸出，這樣會破壞鏈表的結構，不建議。

方法1：（自己新建一個棧）

    //方法：從尾到頭打印單鏈表
    public void reversePrint(Node head) {

        if (head == null) {
            return;
        }

        Stack<Node> stack = new Stack<Node>();  //新建一個棧
        Node current = head;

        //將鏈表的所有結點壓棧
        while (current != null) {-
            stack.push(current);  //將當前結點壓棧
            current = current.next;
        }

        //將棧中的結點打印輸出即可
        while (stack.size() > 0) {
            System.out.println(stack.pop().data);  //出棧操作
        }
    }

方法2：（使用系統的棧：遞歸，代碼優雅簡潔）

    public void reversePrint(Node head) {


        if (head == null) {
            return;
        }
        reversePrint(head.next);
        System.out.println(head.data);
    }

總結：方法2是基於遞歸實現的，戴安看起來簡潔優雅，但有個問題：當鏈表很長的時候，就會導致方法調用的層級很深，有可能造成棧溢出。而方法1的顯式用棧，是基於循環實現的，代碼的魯棒性要更好一些。

 

8、判斷單鏈表是否有環：

　　這里也是用到兩個指針，如果一個鏈表有環，那么用一個指針去遍歷，是永遠走不到頭的。

　　因此，我們用兩個指針去遍歷：first指針每次走一步，second指針每次走兩步，如果first指針和second指針相遇，說明有環。時間復雜度為O (n)。

方法：

    //方法：判斷單鏈表是否有環
    public boolean hasCycle(Node head) {

        if (head == null) {
            return false;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;

        while (second != null) {
            first = first.next;   //first指針走一步
            second = second.next.next;  second指針走兩步

            if (first == second) {  //一旦兩個指針相遇，說明鏈表是有環的
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

完整版代碼：（包含測試部分） 

這里，我們還需要加一個重載的add(Node node)方法，在創建單向循環鏈表時要用到。

LinkList.java:

public class LinkList {
    public Node head;
    public Node current;

    //方法：向鏈表中添加數據
    public void add(int data) {
        //判斷鏈表為空的時候
        if (head == null) {//如果頭結點為空，說明這個鏈表還沒有創建，那就把新的結點賦給頭結點
            head = new Node(data);
            current = head;
        } else {
            //創建新的結點，放在當前節點的后面（把新的結點合鏈表進行關聯）
            current.next = new Node(data);
            //把鏈表的當前索引向后移動一位
            current = current.next;
        }
    }


    //方法重載：向鏈表中添加結點
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }

        if (head == null) {
            head = node;
            current = head;
        } else {
            current.next = node;
            current = current.next;
        }
    }


    //方法：遍歷鏈表（打印輸出鏈表。方法的參數表示從節點node開始進行遍歷
    public void print(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }

        current = node;
        while (current != null) {
            System.out.println(current.data);
            current = current.next;
        }
    }

    //方法：檢測單鏈表是否有環
    public boolean hasCycle(Node head) {

        if (head == null) {
            return false;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;

        while (second != null) {
            first = first.next;  //first指針走一步
            second = second.next.next;  //second指針走兩步

            if (first == second) {  //一旦兩個指針相遇，說明鏈表是有環的
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

    class Node {
        //注：此處的兩個成員變量權限不能為private，因為private的權限是僅對本類訪問。
        int data; //數據域
        Node next;//指針域

        public Node(int data) {
            this.data = data;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        LinkList list = new LinkList();
        //向LinkList中添加數據
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            list.add(i);
        }

        list.add(list.head);  //將頭結點添加到鏈表當中，於是，單鏈表就有環了。備注：此時得到的這個環的結構，是下面的第8小節中圖1的那種結構。

        System.out.println(list.hasCycle(list.head));
    }
}

檢測單鏈表是否有環的代碼是第50行。

88行：我們將頭結點繼續往鏈表中添加，此時單鏈表就環了。最終運行效果為true。

如果刪掉了88行代碼，此時單鏈表沒有環，運行效果為false。

 

9、取出有環鏈表中，環的長度：

我們平時碰到的有環鏈表是下面的這種：（圖1）

上圖中環的長度是4。

但有可能也是下面的這種：（圖2）

此時，上圖中環的長度就是3了。

那怎么求出環的長度呢？

思路：

    這里面，我們需要先利用上面的第7小節中的hasCycle方法（判斷鏈表是否有環的那個方法），這個方法的返回值是boolean型，但是現在要把這個方法稍做修改，讓其返回值為相遇的那個結點。然后，我們拿到這個相遇的結點就好辦了，這個結點肯定是在環里嘛，我們可以讓這個結點對應的指針一直往下走，直到它回到原點，就可以算出環的長度了。

方法：

    //方法：判斷單鏈表是否有環。返回的結點是相遇的那個結點
    public Node hasCycle(Node head) {

        if (head == null) {
            return null;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;

        while (second != null) {
            first = first.next;
            second = second.next.next;

            if (first == second) {  //一旦兩個指針相遇，說明鏈表是有環的
                return first;  //將相遇的那個結點進行返回
            }
        }

        return null;
    }

    //方法：有環鏈表中，獲取環的長度。參數node代表的是相遇的那個結點
    public int getCycleLength(Node node) { 25 
        if (head == null) {
            return 0;
        }

        Node current = node;
        int length = 0;

        while (current != null) {
            current = current.next;
            length++;
            if (current == node) {  //當current結點走到原點的時候
                return length;
            }
        }

        return length;
    }

完整版代碼：（包含測試部分）

public class LinkList {
    public Node head;
    public Node current;

    public int size;

    //方法：向鏈表中添加數據
    public void add(int data) {
        //判斷鏈表為空的時候
        if (head == null) {//如果頭結點為空，說明這個鏈表還沒有創建，那就把新的結點賦給頭結點
            head = new Node(data);
            current = head;
        } else {
            //創建新的結點，放在當前節點的后面（把新的結點合鏈表進行關聯）
            current.next = new Node(data);
            //把鏈表的當前索引向后移動一位
            current = current.next;   //此步操作完成之后，current結點指向新添加的那個結點
        }
    }


    //方法重載：向鏈表中添加結點
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        if (head == null) {
            head = node;
            current = head;
        } else {
            current.next = node;
            current = current.next;
        }
    }


    //方法：遍歷鏈表（打印輸出鏈表。方法的參數表示從節點node開始進行遍歷
    public void print(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }

        current = node;
        while (current != null) {
            System.out.println(current.data);
            current = current.next;
        }
    }

    //方法：判斷單鏈表是否有環。返回的結點是相遇的那個結點
    public Node hasCycle(Node head) {

        if (head == null) {
            return null;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;

        while (second != null) {
            first = first.next;
            second = second.next.next;

            if (first == second) {  //一旦兩個指針相遇，說明鏈表是有環的
                return first;  //將相遇的那個結點進行返回
            }
        }

        return null;
    }

    //方法：有環鏈表中，獲取環的長度。參數node代表的是相遇的那個結點
    public int getCycleLength(Node node) {

        if (head == null) {
            return 0;
        }

        Node current = node;
        int length = 0;

        while (current != null) {
            current = current.next;
            length++;
            if (current == node) {  //當current結點走到原點的時候
                return length;
            }
        }

        return length;
    }

    class Node {
        //注：此處的兩個成員變量權限不能為private，因為private的權限是僅對本類訪問。
        int data; //數據域
        Node next;//指針域

        public Node(int data) {
            this.data = data;
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        LinkList list1 = new LinkList();

        Node second = null; //把第二個結點記下來

        //向LinkList中添加數據
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            list1.add(i);

            if (i == 1) {
                second = list1.current;  //把第二個結點記下來
            }
        }

        list1.add(second);   //將尾結點指向鏈表的第二個結點，於是單鏈表就有環了，備注：此時得到的環的結構，是本節中圖2的那種結構
        Node current = list1.hasCycle(list1.head);  //獲取相遇的那個結點

        System.out.println("環的長度為" + list1.getCycleLength(current));
    }

}

 運行效果：

如果將上面的104至122行的測試代碼改成下面這樣的：（即：將圖2中的結構改成圖1中的結構）

    public static void main(String[] args) {
        LinkList list1 = new LinkList();
        //向LinkList中添加數據
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            list1.add(i);
        }

        list1.add(list1.head); //將頭結點添加到鏈表當中（將尾結點指向頭結點），於是，單鏈表就有環了。備注：此時得到的這個環的結構，是本節中圖1的那種結構。

        Node current = list1.hasCycle(list1.head);

        System.out.println("環的長度為" + list1.getCycleLength(current)); 
    }

運行結果：

如果把上面的代碼中的第8行刪掉，那么這個鏈表就沒有環了，於是運行的結果為0。

 

10、單鏈表中，取出環的起始點：

我們平時碰到的有環鏈表是下面的這種：（圖1）

上圖中環的起始點1。

但有可能也是下面的這種：（圖2）

此時，上圖中環的起始點是2。

方法1：

　　這里我們需要利用到上面第8小節的取出環的長度的方法getCycleLength，用這個方法來獲取環的長度length。拿到環的長度length之后，需要用到兩個指針變量first和second，先讓second指針走length步；然后讓first指針和second指針同時各走一步，當兩個指針相遇時，相遇時的結點就是環的起始點。

注：為了找到環的起始點，我們需要先獲取環的長度，而為了獲取環的長度，我們需要先判斷是否有環。所以這里面其實是用到了三個方法。

代碼實現：

方法1的核心代碼：

    //方法：獲取環的起始點。參數length表示環的長度
    public Node getCycleStart(Node head, int cycleLength) {

        if (head == null) {
            return null;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;
        //先讓second指針走length步
        for (int i = 0; i < cycleLength; i++) {
            second = second.next;
        }

        //然后讓first指針和second指針同時各走一步
        while (first != null && second != null) {
            first = first.next;
            second = second.next;

            if (first == second) { //如果兩個指針相遇了，說明這個結點就是環的起始點
                return first;
            }
        }

        return null;
    }

完整版代碼：（含測試部分）

public class LinkList {
    public Node head;
    public Node current;

    public int size;

    //方法：向鏈表中添加數據
    public void add(int data) {
        //判斷鏈表為空的時候
        if (head == null) {//如果頭結點為空，說明這個鏈表還沒有創建，那就把新的結點賦給頭結點
            head = new Node(data);
            current = head;
        } else {
            //創建新的結點，放在當前節點的后面（把新的結點合鏈表進行關聯）
            current.next = new Node(data);
            //把鏈表的當前索引向后移動一位
            current = current.next;   //此步操作完成之后，current結點指向新添加的那個結點
        }
    }


    //方法重載：向鏈表中添加結點
    public void add(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        if (head == null) {
            head = node;
            current = head;
        } else {
            current.next = node;
            current = current.next;
        }
    }


    //方法：遍歷鏈表（打印輸出鏈表。方法的參數表示從節點node開始進行遍歷
    public void print(Node node) {
        if (node == null) {
            return;
        }

        current = node;
        while (current != null) {
            System.out.println(current.data);
            current = current.next;
        }
    }


    //方法：判斷單鏈表是否有環。返回的結點是相遇的那個結點
    public Node hasCycle(Node head) {

        if (head == null) {
            return null;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;

        while (second != null) {
            first = first.next;
            second = second.next.next;

            if (first == second) {  //一旦兩個指針相遇，說明鏈表是有環的
                return first;  //將相遇的那個結點進行返回
            }
        }

        return null;
    }
    //方法：有環鏈表中，獲取環的長度。參數node代表的是相遇的那個結點
    public int getCycleLength(Node node) {

        if (head == null) {
            return 0;
        }

        Node current = node;
        int length = 0;

        while (current != null) {
            current = current.next;
            length++;
            if (current == node) {  //當current結點走到原點的時候
                return length;
            }
        }

        return length;
    }

    //方法：獲取環的起始點。參數length表示環的長度
    public Node getCycleStart(Node head, int cycleLength) {

        if (head == null) {
            return null;
        }

        Node first = head;
        Node second = head;
        //先讓second指針走length步
        for (int i = 0; i < cycleLength; i++) {
            second = second.next;
        }

        //然后讓first指針和second指針同時各走一步
        while (first != null && second != null) {
            first = first.next;
            second = second.next;

            if (first == second) { //如果兩個指針相遇了，說明這個結點就是環的起始點
                return first;
            }
        }

        return null;
    }

    class Node {
        //注：此處的兩個成員變量權限不能為private，因為private的權限是僅對本類訪問。
        int data; //數據域
        Node next;//指針域

        public Node(int data) {
            this.data = data;
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        LinkList list1 = new LinkList();

        Node second = null; //把第二個結點記下來

        //向LinkList中添加數據
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            list1.add(i);

            if (i == 1) {
                second = list1.current;  //把第二個結點記下來
            }
        }

        list1.add(second);   //將尾結點指向鏈表的第二個結點，於是單鏈表就有環了，備注：此時得到的環的結構，是本節中圖2的那種結構
        Node current = list1.hasCycle(list1.head);  //獲取相遇的那個結點

        int length = list1.getCycleLength(current); //獲取環的長度

        System.out.println("環的起始點是" + list1.getCycleStart(list1.head, length).data);

    }

}

  

11、判斷兩個單鏈表相交的第一個交點：

　　《劍指offer》P193，5.3，面試題37就有這道題。

　　面試時，很多人碰到這道題的第一反應是：在第一個鏈表上順序遍歷每個結點，每遍歷到一個結點的時候，在第二個鏈表上順序遍歷每個結點。如果在第二個鏈表上有一個結點和第一個鏈表上的結點一樣，說明兩個鏈表在這個結點上重合。顯然該方法的時間復雜度為O(len1 * len2)。

方法1：采用棧的思路

    我們可以看出兩個有公共結點而部分重合的鏈表，拓撲形狀看起來像一個Y，而不可能是X型。 如下圖所示：   

如上圖所示，如果單鏈表有公共結點，那么最后一個結點（結點7）一定是一樣的，而且是從中間的某一個結點（結點6）開始，后續的結點都是一樣的。

現在的問題是，在單鏈表中，我們只能從頭結點開始順序遍歷，最后才能到達尾結點。最后到達的尾節點卻要先被比較，這聽起來是不是像“先進后出”？於是我們就能想到利用棧的特點來解決這個問題：分別把兩個鏈表的結點放入兩個棧中，這樣兩個鏈表的尾結點就位於兩個棧的棧頂，接下來比較下一個棧頂，直到找到最后一個相同的結點。

這種思路中，我們需要利用兩個輔助棧，空間復雜度是O(len1+len2)，時間復雜度是O(len1+len2)。和一開始的蠻力法相比，時間效率得到了提高，相當於是利用空間消耗換取時間效率。

那么，有沒有更好的方法呢？接下來要講。

 

方法2：判斷兩個鏈表相交的第一個結點：用到快慢指針，推薦（更優解）

我們在上面的方法2中，之所以用到棧，是因為我們想同時遍歷到達兩個鏈表的尾結點。其實為解決這個問題我們還有一個更簡單的辦法：首先遍歷兩個鏈表得到它們的長度。在第二次遍歷的時候，在較長的鏈表上走 |len1-len2| 步，接着再同時在兩個鏈表上遍歷，找到的第一個相同的結點就是它們的第一個交點。

這種思路的時間復雜度也是O(len1+len2)，但是我們不再需要輔助棧，因此提高了空間效率。當面試官肯定了我們的最后一種思路的時候，就可以動手寫代碼了。

核心代碼：

    //方法：求兩個單鏈表相交的第一個交點
    public Node getFirstCommonNode(Node head1, Node head2) {
        if (head1 == null || head == null) {
            return null;
        }

        int length1 = getLength(head1);
        int length2 = getLength(head2);
        int lengthDif = 0;  //兩個鏈表長度的差值

        Node longHead;
        Node shortHead;

        //找出較長的那個鏈表
        if (length1 > length2) {
            longHead = head1;
            shortHead = head2;
            lengthDif = length1 - length2;
        } else {
            longHead = head2;
            shortHead = head1;
            lengthDif = length2 - length1;
        }

        //將較長的那個鏈表的指針向前走length個距離
        for (int i = 0; i < lengthDif; i++) {
            longHead = longHead.next;
        }

        //將兩個鏈表的指針同時向前移動
        while (longHead != null && shortHead != null) {
            if (longHead == shortHead) { //第一個相同的結點就是相交的第一個結點
                return longHead;
            }
            longHead = longHead.next;
            shortHead = shortHead.next;
        }

        return null;
    }


    //方法：獲取單鏈表的長度
    public int getLength(Node head) {
        if (head == null) {
            return 0;
        }

        int length = 0;
        Node current = head;
        while (current != null) {

            length++;
            current = current.next;
        }

        return length;

 

參考：

　　鏈接：http://blog.csdn.net/fightforyourdream/article/details/16353519

　　書籍：《劍指offer》

 

明天就是騰訊的在線筆試了，加油！！！