链表面试题Java实现【重要】

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文章来源： http://www.cnblogs.com/smyhvae/p/4782595.html

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【正文】

这份笔记整理了整整一个星期，每一行代码都是自己默写完成，并测试运行成功，同时也回顾了一下《剑指offer》这本书中和链表有关的讲解，希望对笔试和面试有所帮助。OMG!

本文包含链表的以下内容：

1、单链表的创建和遍历

2、求单链表中节点的个数

3、查找单链表中的倒数第k个结点（剑指offer，题15）

4、查找单链表中的中间结点

5、 合并两个有序的单链表 ，合并之后的链表依然有序【出现频率高】（剑指offer，题17）

6、 单链表的反转 【出现频率最高】（剑指offer，题16）

7、从尾到头打印单链表（剑指offer，题5）

8、判断单链表是否有环

9、取出有环链表中，环的长度

10、单链表中，取出环的起始点（剑指offer，题56）。本题需利用上面的第8题和第9题。

11、判断两个单链表相交的第一个交点（剑指offer，题37）

此外，《剑指offer》中还有如下和链表相关的题目暂时还没有收录：（以后再收录）

1、单链表的创建和遍历：

 1 public class LinkList {  2     public Node head;  3     public Node current;  4   5     //方法：向链表中添加数据  6     public void add(int data) {  7         //判断链表为空的时候  8         if (head == null) {//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头结点  9             head = new Node(data); 10             current = head; 11         } else { 12             //创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联） 13             current.next = new Node(data); 14             //把链表的当前索引向后移动一位 15             current = current.next;   //此步操作完成之后，current结点指向新添加的那个结点 16         } 17     } 18  19     //方法：遍历链表（打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历 20     public void print(Node node) { 21         if (node == null) { 22             return; 23         } 24  25         current = node; 26         while (current != null) { 27             System.out.println(current.data); 28             current = current.next; 29         } 30     } 31  32  33     class Node { 34         //注：此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。 35         int data; //数据域 36         Node next;//指针域 37  38         public Node(int data) { 39             this.data = data; 40         } 41     } 42  43  44     public static void main(String[] args) { 45         LinkList list = new LinkList(); 46         //向LinkList中添加数据 47         for (int i = 0; i < 10; i++) { 48             list.add(i); 49         } 50  51         list.print(list.head);// 从head节点开始遍历输出 52     } 53  54 }

上方代码中，这里面的Node节点采用的是内部类来表示（33行）。 使用内部类的最大好处是可以和外部类进行私有操作的互相访问 。

注：内部类访问的特点是：内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有；外部类要访问内部类的成员，必须先创建对象。

为了方便添加和遍历的操作，在LinkList类中添加一个成员变量current，用来表示当前节点的索引（03行）。

这里面的遍历链表的方法（20行）中，参数node表示从node节点开始遍历，不一定要从head节点遍历。

2、求单链表中节点的个数：

注意检查链表是否为空。时间复杂度为O（n）。这个比较简单。

核心代码：

 1     //方法：获取单链表的长度  2     public int getLength(Node head) {  3         if (head == null) {  4             return 0;  5         }  6   7         int length = 0;  8         Node current = head;  9         while (current != null) { 10             length++; 11             current = current.next; 12         } 13  14         return length; 15     }

3、查找单链表中的倒数第k个结点：

3.1  普通思路：

先将整个链表从头到尾遍历一次，计算出链表的长度size，得到链表的长度之后，就好办了，直接输出第(size-k)个节点就可以了（注意链表为空，k为0，k为1，k大于链表中节点个数时的情况

）。时间复杂度为O（n），大概思路如下：

 1 public int findLastNode(int index) {  //index代表的是倒数第index的那个结点  2   3         //第一次遍历，得到链表的长度size  4         if (head == null) {  5             return -1;  6         }  7   8         current = head;  9         while (current != null) { 10             size++; 11             current = current.next; 12         } 13  14         //第二次遍历，输出倒数第index个结点的数据 15         current = head; 16         for (int i = 0; i < size - index; i++) { 17             current = current.next; 18         } 19  20         return current.data; 21     }

如果面试官不允许你遍历链表的长度，该怎么做呢？接下来就是。

3.2  改进思路：（这种思路在其他题目中也有应用）

这里需要声明 两个指针 ：即两个结点型的变量first和second，首先让first和second都指向第一个结点，然后让second结点往后挪k-1个位置，此时first和second就间隔了k-1个位置，然后整体向后移动这两个节点， 直到second节点走到最后一个结点的时候，此时first节点所指向的位置就是倒数第k个节点的位置 。时间复杂度为O（n）

代码实现：（初版）

 1 public Node findLastNode(Node head, int index) {  2   3         if (node == null) {  4             return null;  5         }  6   7         Node first = head;  8         Node second = head;  9  10         //让second结点往后挪index个位置 11         for (int i = 0; i < index; i++) { 12             second = second.next; 13         } 14  15         //让first和second结点整体向后移动，直到second结点为Null 16         while (second != null) { 17             first = first.next; 18             second = second.next; 19         } 20  21         //当second结点为空的时候，此时first指向的结点就是我们要找的结点 22         return first; 23     }

代码实现：（最终版）（考虑k大于链表中结点个数时的情况时，抛出异常 ）

上面的代码中，看似已经实现了功能，其实还不够健壮:

要注意k等于0的情况；

如果k大于链表中节点个数时，就会报空指针异常，所以这里需要做一下判断。

核心代码如下：

 1     public Node findLastNode(Node head, int k) {  2         if (k == 0 || head == null) {  3             return null;  4         }  5   6         Node first = head;  7         Node second = head;  8   9         //让second结点往后挪k-1个位置 10         for (int i = 0; i < k - 1; i++) { 11             System.out.println("i的值是" + i); 12             second = second.next; 13             if (second == null) { //说明k的值已经大于链表的长度了 14                 //throw new NullPointerException("链表的长度小于" + k); //我们自己抛出异常，给用户以提示 15                 return null; 16             } 17         } 18  19         //让first和second结点整体向后移动，直到second走到最后一个结点 20         while (second.next != null) { 21             first = first.next; 22             second = second.next; 23         } 24  25         //当second结点走到最后一个节点的时候，此时first指向的结点就是我们要找的结点 26         return first; 27     }

4、查找单链表中的中间结点：

同样，面试官不允许你算出链表的长度，该怎么做呢？

思路：

和上面的第2节一样，也是设置两个指针first和second，只不过这里是，两个指针同时向前走，second指针每次走两步，first指针每次走一步， 直到second 指针走到最后一个结点时，此时first指针所指的结点就是中间结点 。注意链表为空，链表结点个数为1和2的情况。时间复杂度为O（n）。

代码实现：

 1     //方法：查找链表的中间结点  2     public Node findMidNode(Node head) {  3   4         if (head == null) {  5             return null;  6         }  7   8         Node first = head;  9         Node second = head; 10         //每次移动时，让second结点移动两位，first结点移动一位 11         while (second != null && second.next != null) { 12             first = first.next; 13             second = second.next.next; 14         } 15          16         //直到second结点移动到null时，此时first指针指向的位置就是中间结点的位置 17         return first; 18     }

上方代码中，当n为偶数时，得到的中间结点是第n/2 + 1个结点。比如链表有6个节点时，得到的是第4个节点。

5、合并两个有序的单链表，合并之后的链表依然有序：

这道题经常被各公司考察。

例如：

链表1：

1->2->3->4

链表2：

2->3->4->5

合并后：

1->2->2->3->3->4->4->5

解题思路：

挨着比较链表1和链表2。

这个类似于归并排序。尤其要注意两个链表都为空、和其中一个为空的情况。只需要O (1) 的空间。时间复杂度为O (max(len1,len2))

代码实现：

 1     //两个参数代表的是两个链表的头结点  2     public Node mergeLinkList(Node head1, Node head2) {  3   4         if (head1 == null && head2 == null) {  //如果两个链表都为空  5             return null;  6         }  7         if (head1 == null) {  8             return head2;  9         } 10         if (head2 == null) { 11             return head1; 12         } 13  14         Node head; //新链表的头结点 15         Node current;  //current结点指向新链表 16  17         // 一开始，我们让current结点指向head1和head2中较小的数据，得到head结点 18         if (head1.data < head2.data) { 19             head = head1; 20             current = head1; 21             head1 = head1.next; 22         } else { 23             head = head2; 24             current = head2; 25             head2 = head2.next; 26         } 27  28         while (head1 != null && head2 != null) { 29             if (head1.data < head2.data) { 30                 current.next = head1;  //新链表中，current指针的下一个结点对应较小的那个数据 31                 current = current.next; //current指针下移 32                 head1 = head1.next; 33             } else { 34                 current.next = head2; 35                 current = current.next; 36                 head2 = head2.next; 37             } 38         } 39  40         //合并剩余的元素 41         if (head1 != null) { //说明链表2遍历完了，是空的 42             current.next = head1; 43         } 44  45         if (head2 != null) { //说明链表1遍历完了，是空的 46             current.next = head2; 47         } 48  49         return head; 50     }

代码测试：

 1     public static void main(String[] args) {  2         LinkList list1 = new LinkList();  3         LinkList list2 = new LinkList();  4         //向LinkList中添加数据  5         for (int i = 0; i < 4; i++) {  6             list1.add(i);  7         }  8   9         for (int i = 3; i < 8; i++) { 10             list2.add(i); 11         } 12  13         LinkList list3 = new LinkList(); 14         list3.head = list3.mergeLinkList(list1.head, list2.head); //将list1和list2合并，存放到list3中 15  16         list3.print(list3.head);// 从head节点开始遍历输出 17     }

上方代码中用到的add方法和print方法和第1小节中是一致的。

运行效果：

注：《剑指offer》中是用递归解决的，感觉有点难理解。

6、 单链表的反转 ：【出现频率最高】

例如链表：

1->2->3->4

反转之后：

4->2->2->1

思路：

从头到尾遍历原链表，每遍历一个结点，将其摘下放在新链表的最前端。注意链表为空和只有一个结点的情况。时间复杂度为O（n）

方法1：（遍历）

 1     //方法：链表的反转  2     public Node reverseList(Node head) {  3   4         //如果链表为空或者只有一个节点，无需反转，直接返回原链表的头结点  5         if (head == null || head.next == null) {  6             return head;  7         }  8   9         Node current = head; 10         Node next = null; //定义当前结点的下一个结点 11         Node reverseHead = null;  //反转后新链表的表头 12  13         while (current != null) { 14             next = current.next;  //暂时保存住当前结点的下一个结点，因为下一次要用 15  16             current.next = reverseHead; //将current的下一个结点指向新链表的头结点 17             reverseHead = current;   18  19             current = next;   // 操作结束后，current节点后移 20         } 21  22         return reverseHead; 23     }

上方代码中，核心代码是第16、17行。

方法2：（递归）

这个方法有点难，先不讲了。

7、从尾到头打印单链表：

对于这种颠倒顺序的问题，我们应该就会想到栈， 后进先出 。所以，这一题要么自己使用栈，要 么 让系统使用栈，也就是递归 。注意链表为空的情况。时间复杂度为O（n）

注：不要想着先将单链表反转，然后遍历输出，这样会破坏链表的结构，不建议。

方法1：（自己新建一个栈）

 1     //方法：从尾到头打印单链表  2     public void reversePrint(Node head) {  3   4         if (head == null) {  5             return;  6         }  7   8         Stack<Node> stack = new Stack<Node>();  //新建一个栈  9         Node current = head; 10  11         //将链表的所有结点压栈 12         while (current != null) {- 13             stack.push(current);  //将当前结点压栈 14             current = current.next; 15         } 16  17         //将栈中的结点打印输出即可 18         while (stack.size() > 0) { 19             System.out.println(stack.pop().data);  //出栈操作 20         } 21     }

方法2：（使用系统的栈：递归，代码优雅简洁）

1     public void reversePrint(Node head) { 2  3  4         if (head == null) { 5             return; 6         } 7         reversePrint(head.next); 8         System.out.println(head.data); 9     }

总结：方法2是基于递归实现的，戴安看起来简洁优雅，但有个问题：当链表很长的时候，就会导致方法调用的层级很深，有可能造成栈溢出。而方法1的显式用栈，是基于循环实现的，代码的鲁棒性要更好一些。

8、判断单链表是否有环：

这里也是用到两个指针，如果一个链表有环，那么用一个指针去遍历，是永远走不到头的。

因此，我们用两个指针去遍历：first指针每次走一步，second指针每次走两步，如果first指针和second指针相遇，说明有环。时间复杂度为O (n)。

方法：

 1     //方法：判断单链表是否有环  2     public boolean hasCycle(Node head) {  3   4         if (head == null) {  5             return false;  6         }  7   8         Node first = head;  9         Node second = head; 10  11         while (second != null) { 12             first = first.next;   //first指针走一步 13             second = second.next.next;  second指针走两步 14  15             if (first == second) {  //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的 16                 return true; 17             } 18         } 19  20         return false; 21     }

完整版代码：（包含测试部分）

这里，我们还需要加一个重载的add(Node node)方法，在创建单向循环链表时要用到。

LinkList.java:

 1 public class LinkList {  2     public Node head;  3     public Node current;  4   5     //方法：向链表中添加数据  6     public void add(int data) {  7         //判断链表为空的时候  8         if (head == null) {//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头结点  9             head = new Node(data); 10             current = head; 11         } else { 12             //创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联） 13             current.next = new Node(data); 14             //把链表的当前索引向后移动一位 15             current = current.next; 16         } 17     } 18  19  20     //方法重载：向链表中添加结点 21     public void add(Node node) { 22         if (node == null) { 23             return; 24         } 25  26         if (head == null) { 27             head = node; 28             current = head; 29         } else { 30             current.next = node; 31             current = current.next; 32         } 33     } 34  35  36     //方法：遍历链表（打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历 37     public void print(Node node) { 38         if (node == null) { 39             return; 40         } 41  42         current = node; 43         while (current != null) { 44             System.out.println(current.data); 45             current = current.next; 46         } 47     } 48  49     //方法：检测单链表是否有环 50     public boolean hasCycle(Node head) { 51  52         if (head == null) { 53             return false; 54         } 55  56         Node first = head; 57         Node second = head; 58  59         while (second != null) { 60             first = first.next;  //first指针走一步 61             second = second.next.next;  //second指针走两步 62  63             if (first == second) {  //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的 64                 return true; 65             } 66         } 67  68         return false; 69     } 70  71     class Node { 72         //注：此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。 73         int data; //数据域 74         Node next;//指针域 75  76         public Node(int data) { 77             this.data = data; 78         } 79     } 80  81     public static void main(String[] args) { 82         LinkList list = new LinkList(); 83         //向LinkList中添加数据 84         for (int i = 0; i < 4; i++) { 85             list.add(i); 86         } 87  88         list.add(list.head);  //将头结点添加到链表当中，于是，单链表就有环了。备注：此时得到的这个环的结构，是下面的第8小节中图1的那种结构。 89  90         System.out.println(list.hasCycle(list.head)); 91     } 92 }

检测单链表是否有环的代码是第50行。

88行：我们将头结点继续往链表中添加，此时单链表就环了。最终运行效果为true。

如果删掉了88行代码，此时单链表没有环，运行效果为false。

9、取出有环链表中，环的长度：

我们平时碰到的有环链表是下面的这种：（ 图1 ）

上图中环的长度是4。

但有可能也是下面的这种：（ 图2 ）

此时，上图中环的长度就是3了。

那怎么求出环的长度呢？

思路：

这里面，我们需要先利用上面的第7小节中的hasCycle方法（判断链表是否有环的那个方法），这个方法的返回值是boolean型，但是现在要把这个方法稍做修改， 让其返回值为相遇的那个结点 。然后，我们拿到这个相遇的结点就好办了，这个结点肯定是在环里嘛，我们可以让这个结点对应的指针一直往下走，直到它回到原点，就可以算出环的长度了。

方法：

 1     //方法：判断单链表是否有环。返回的结点是相遇的那个结点  2     public Node hasCycle(Node head) {  3   4         if (head == null) {  5             return null;  6         }  7   8         Node first = head;  9         Node second = head; 10  11         while (second != null) { 12             first = first.next; 13             second = second.next.next; 14  15             if (first == second) {  //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的 16                 return first;  //将相遇的那个结点进行返回 17             } 18         } 19  20         return null; 21     } 22  23     //方法：有环链表中，获取环的长度。参数node代表的是相遇的那个结点 24     public int getCycleLength(Node node) { 25  26         if (head == null) { 27             return 0; 28         } 29  30         Node current = node; 31         int length = 0; 32  33         while (current != null) { 34             current = current.next; 35             length++; 36             if (current == node) {  //当current结点走到原点的时候 37                 return length; 38             } 39         } 40  41         return length; 42     }

完整版代码：（包含测试部分）

  1 public class LinkList {   2     public Node head;   3     public Node current;   4    5     public int size;   6    7     //方法：向链表中添加数据   8     public void add(int data) {   9         //判断链表为空的时候  10         if (head == null) {//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头结点  11             head = new Node(data);  12             current = head;  13         } else {  14             //创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联）  15             current.next = new Node(data);  16             //把链表的当前索引向后移动一位  17             current = current.next;   //此步操作完成之后，current结点指向新添加的那个结点  18         }  19     }  20   21   22     //方法重载：向链表中添加结点  23     public void add(Node node) {  24         if (node == null) {  25             return;  26         }  27         if (head == null) {  28             head = node;  29             current = head;  30         } else {  31             current.next = node;  32             current = current.next;  33         }  34     }  35   36   37     //方法：遍历链表（打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历  38     public void print(Node node) {  39         if (node == null) {  40             return;  41         }  42   43         current = node;  44         while (current != null) {  45             System.out.println(current.data);  46             current = current.next;  47         }  48     }  49   50     //方法：判断单链表是否有环。返回的结点是相遇的那个结点  51     public Node hasCycle(Node head) {  52   53         if (head == null) {  54             return null;  55         }  56   57         Node first = head;  58         Node second = head;  59   60         while (second != null) {  61             first = first.next;  62             second = second.next.next;  63   64             if (first == second) {  //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的  65                 return first;  //将相遇的那个结点进行返回  66             }  67         }  68   69         return null;  70     }  71   72     //方法：有环链表中，获取环的长度。参数node代表的是相遇的那个结点  73     public int getCycleLength(Node node) {  74   75         if (head == null) {  76             return 0;  77         }  78   79         Node current = node;  80         int length = 0;  81   82         while (current != null) {  83             current = current.next;  84             length++;  85             if (current == node) {  //当current结点走到原点的时候  86                 return length;  87             }  88         }  89   90         return length;  91     }  92   93     class Node {  94         //注：此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。  95         int data; //数据域  96         Node next;//指针域  97   98         public Node(int data) {  99             this.data = data; 100         } 101     } 102  103  104     public static void main(String[] args) { 105         LinkList list1 = new LinkList(); 106  107         Node second = null; //把第二个结点记下来 108  109         //向LinkList中添加数据 110         for (int i = 0; i < 4; i++) { 111             list1.add(i); 112  113             if (i == 1) { 114                 second = list1.current;  //把第二个结点记下来 115             } 116         } 117  118         list1.add(second);   //将尾结点指向链表的第二个结点，于是单链表就有环了，备注：此时得到的环的结构，是本节中图2的那种结构 119         Node current = list1.hasCycle(list1.head);  //获取相遇的那个结点 120  121         System.out.println("环的长度为" + list1.getCycleLength(current)); 122     } 123  124 }

运行效果：

如果将上面的104至122行的测试代码改成下面这样的：（即：将图2中的结构改成图1中的结构）

 1     public static void main(String[] args) {  2         LinkList list1 = new LinkList();  3         //向LinkList中添加数据  4         for (int i = 0; i < 4; i++) {  5             list1.add(i);  6         }  7   8         list1.add(list1.head); //将头结点添加到链表当中（将尾结点指向头结点），于是，单链表就有环了。备注：此时得到的这个环的结构，是本节中图1的那种结构。  9  10         Node current = list1.hasCycle(list1.head); 11  12         System.out.println("环的长度为" + list1.getCycleLength(current));  13     }

运行结果：

如果把上面的代码中的第8行删掉，那么这个链表就没有环了，于是运行的结果为0。

10、单链表中，取出环的起始点：

我们平时碰到的有环链表是下面的这种：（ 图1 ）

上图中环的起始点1。

但有可能也是下面的这种：（ 图2 ）

此时，上图中环的起始点是2。

方法1：

这里我们需要利用到上面第8小节的取出环的长度的方法getCycleLength，用这个方法来获取环的长度length。拿到环的长度length之后，需要用到两个指针变量first和second， 先让second指针走length步 ；然后让first指针和second指针同时各走一步，当两个指针相遇时，相遇时的结点就是环的起始点。

注：为了找到环的起始点，我们需要先获取环的长度，而为了获取环的长度，我们需要先判断是否有环。所以这里面其实是用到了三个方法。

代码实现：

方法1的核心代码：

 1     //方法：获取环的起始点。参数length表示环的长度  2     public Node getCycleStart(Node head, int cycleLength) {  3   4         if (head == null) {  5             return null;  6         }  7   8         Node first = head;  9         Node second = head; 10         //先让second指针走length步 11         for (int i = 0; i < cycleLength; i++) { 12             second = second.next; 13         } 14  15         //然后让first指针和second指针同时各走一步 16         while (first != null && second != null) { 17             first = first.next; 18             second = second.next; 19  20             if (first == second) { //如果两个指针相遇了，说明这个结点就是环的起始点 21                 return first; 22             } 23         } 24  25         return null; 26     }

完整版代码：（含测试部分）

  1 public class LinkList {   2     public Node head;   3     public Node current;   4    5     public int size;   6    7     //方法：向链表中添加数据   8     public void add(int data) {   9         //判断链表为空的时候  10         if (head == null) {//如果头结点为空，说明这个链表还没有创建，那就把新的结点赋给头结点  11             head = new Node(data);  12             current = head;  13         } else {  14             //创建新的结点，放在当前节点的后面（把新的结点合链表进行关联）  15             current.next = new Node(data);  16             //把链表的当前索引向后移动一位  17             current = current.next;   //此步操作完成之后，current结点指向新添加的那个结点  18         }  19     }  20   21   22     //方法重载：向链表中添加结点  23     public void add(Node node) {  24         if (node == null) {  25             return;  26         }  27         if (head == null) {  28             head = node;  29             current = head;  30         } else {  31             current.next = node;  32             current = current.next;  33         }  34     }  35   36   37     //方法：遍历链表（打印输出链表。方法的参数表示从节点node开始进行遍历  38     public void print(Node node) {  39         if (node == null) {  40             return;  41         }  42   43         current = node;  44         while (current != null) {  45             System.out.println(current.data);  46             current = current.next;  47         }  48     }  49   50   51     //方法：判断单链表是否有环。返回的结点是相遇的那个结点  52     public Node hasCycle(Node head) {  53   54         if (head == null) {  55             return null;  56         }  57   58         Node first = head;  59         Node second = head;  60   61         while (second != null) {  62             first = first.next;  63             second = second.next.next;  64   65             if (first == second) {  //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的  66                 return first;  //将相遇的那个结点进行返回  67             }  68         }  69   70         return null;  71     }  72     //方法：有环链表中，获取环的长度。参数node代表的是相遇的那个结点  73     public int getCycleLength(Node node) {  74   75         if (head == null) {  76             return 0;  77         }  78   79         Node current = node;  80         int length = 0;  81   82         while (current != null) {  83             current = current.next;  84             length++;  85             if (current == node) {  //当current结点走到原点的时候  86                 return length;  87             }  88         }  89   90         return length;  91     }  92   93     //方法：获取环的起始点。参数length表示环的长度  94     public Node getCycleStart(Node head, int cycleLength) {  95   96         if (head == null) {  97             return null;  98         }  99  100         Node first = head; 101         Node second = head; 102         //先让second指针走length步 103         for (int i = 0; i < cycleLength; i++) { 104             second = second.next; 105         } 106  107         //然后让first指针和second指针同时各走一步 108         while (first != null && second != null) { 109             first = first.next; 110             second = second.next; 111  112             if (first == second) { //如果两个指针相遇了，说明这个结点就是环的起始点 113                 return first; 114             } 115         } 116  117         return null; 118     } 119  120     class Node { 121         //注：此处的两个成员变量权限不能为private，因为private的权限是仅对本类访问。 122         int data; //数据域 123         Node next;//指针域 124  125         public Node(int data) { 126             this.data = data; 127         } 128     } 129  130  131     public static void main(String[] args) { 132         LinkList list1 = new LinkList(); 133  134         Node second = null; //把第二个结点记下来 135  136         //向LinkList中添加数据 137         for (int i = 0; i < 4; i++) { 138             list1.add(i); 139  140             if (i == 1) { 141                 second = list1.current;  //把第二个结点记下来 142             } 143         } 144  145         list1.add(second);   //将尾结点指向链表的第二个结点，于是单链表就有环了，备注：此时得到的环的结构，是本节中图2的那种结构 146         Node current = list1.hasCycle(list1.head);  //获取相遇的那个结点 147  148         int length = list1.getCycleLength(current); //获取环的长度 149  150         System.out.println("环的起始点是" + list1.getCycleStart(list1.head, length).data); 151  152     } 153  154 }

11、判断两个单链表相交的第一个交点：

《编程之美》P193，5.3，面试题37就有这道题。

面试时，很多人碰到这道题的第一反应是：在第一个链表上顺序遍历每个结点，每遍历到一个结点的时候，在第二个链表上顺序遍历每个结点。如果在第二个链表上有一个结点和第一个链表上的结点一样，说明两个链表在这个结点上重合。显然该方法的时间复杂度为O(len1 * len2)。

方法1：采用栈的思路

我们可以看出两个有公共结点而部分重合的链表，拓扑形状看起来像一个Y，而不可能是X型。 如下图所示：

如上图所示，如果单链表有公共结点，那么最后一个结点（结点7）一定是一样的，而且是从中间的某一个结点（结点6）开始，后续的结点都是一样的。

现在的问题是，在单链表中，我们只能从头结点开始顺序遍历，最后才能到达尾结点。最后到达的尾节点却要先被比较，这听起来是不是像“先进后出”？于是我们就能想到利用 栈的特点 来解决这个问题： 分别把两个链表的结点放入两个栈中，这样两个链表的尾结点就位于两个栈的栈顶，接下来比较下一个栈顶，直到找到最后一个相同的结点 。

这种思路中，我们需要 利用两个辅助栈 ，空间复杂度是O(len1+len2)，时间复杂度是O(len1+len2)。和一开始的蛮力法相比，时间效率得到了提高，相当于是 利用空间消耗换取时间效率 。

那么，有没有更好的方法呢？接下来要讲。

方法2：判断两个链表相交的第一个结点：用到快慢指针，推荐（更优解）

我们在上面的方法2中，之所以用到栈，是因为我们想同时遍历到达两个链表的尾结点。其实为解决这个问题我们还有一个更简单的办法： 首先遍历两个链表得到它们的长度。在第二次遍历的时候，在较长的链表上走 |len1-len2| 步，接着再同时在两个链表上遍历，找到的第一个相同的结点就是它们的第一个交点 。

这种思路的时间复杂度也是O(len1+len2)，但是我们不再需要辅助栈，因此提高了空间效率。当面试官肯定了我们的最后一种思路的时候，就可以动手写代码了。

核心代码：

 1     //方法：求两个单链表相交的第一个交点  2     public Node getFirstCommonNode(Node head1, Node head2) {  3         if (head1 == null || head == null) {  4             return null;  5         }  6   7         int length1 = getLength(head1);  8         int length2 = getLength(head2);  9         int lengthDif = 0;  //两个链表长度的差值 10  11         Node longHead; 12         Node shortHead; 13  14         //找出较长的那个链表 15         if (length1 > length2) { 16             longHead = head1; 17             shortHead = head2; 18             lengthDif = length1 - length2; 19         } else { 20             longHead = head2; 21             shortHead = head1; 22             lengthDif = length2 - length1; 23         } 24  25         //将较长的那个链表的指针向前走length个距离 26         for (int i = 0; i < lengthDif; i++) { 27             longHead = longHead.next; 28         } 29  30         //将两个链表的指针同时向前移动 31         while (longHead != null && shortHead != null) { 32             if (longHead == shortHead) { //第一个相同的结点就是相交的第一个结点 33                 return longHead; 34             } 35             longHead = longHead.next; 36             shortHead = shortHead.next; 37         } 38  39         return null; 40     } 41  42  43     //方法：获取单链表的长度 44     public int getLength(Node head) { 45         if (head == null) { 46             return 0; 47         } 48  49         int length = 0; 50         Node current = head; 51         while (current != null) { 52  53             length++; 54             current = current.next; 55         } 56  57         return length;

参考：

书籍：《剑指offer》

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