37 两个链表的第一个公共结点

分析

注意观察有公共结点的两个链表有哪些特点
有公共结点的两个单向链表，看起来像Y，而非X。从两个链表的尾部开始比较，最后一个相同的结点就是我们要找的点。
可问题是在单向链表中，我们只能从头结点开始顺序遍历，最后到达的尾结点却要先被比较。这听起来像“后进先出”，于是我们想到使用<b>栈</b>结构。
之所以需要用到栈，是因为我们想同时遍历到达两个栈的尾结点。当两个链表的长度不同时，如果我们从开头开始遍历到达尾结点的时间就不同。解决方法：第一步，先遍历两个链表，得到各自的长度。第二步，让长链表先走若干步，然后在同时在两个链表上遍历。

#include <stdio.h>
#include "list.h"

unsigned int GetListLength(ListNode* pHead)
{
    unsigned int nLength = 0;
    ListNode* pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        ++nLength;
        pNode = pNode->m_pNext;
    }

    return nLength;
}

ListNode* FindFirstCommonNode(ListNode* pHead1, ListNode* pHead2)
{
    // 得到两个链表的长度
    unsigned int nLength1 = GetListLength(pHead1);
    unsigned int nLength2 = GetListLength(pHead2);
    int nLengthDif = nLength1 - nLength2;

    ListNode* pListHeadLong = pHead1;
    ListNode* pListHeadShort = pHead2;
    if(nLength2 > nLength1)
    {
        pListHeadLong = pHead2;
        pListHeadShort = pHead1;
        nLengthDif = nLength2 - nLength1;
    }

    //长链表先走nLengthDif步，再同时在两个链表上遍历
    for (int i = 0; i < nLengthDif; ++i)
    {
        pListHeadLong = pListHeadLong->m_pNext;
    }

    while((pListHeadLong != NULL) && 
        (pListHeadShort != NULL) && 
        (pListHeadLong != pListHeadShort))
    {
        pListHeadLong = pListHeadLong->m_pNext;
        pListHeadShort = pListHeadShort->m_pNext;
    }

    //得到第一个公共结点
    ListNode* pFirstCommonNode = pListHeadLong;

    return pFirstCommonNode;
}

// ====================测试代码====================
void DestroyNode(ListNode* pNode);

void Test(char* testName, ListNode* pHead1, ListNode* pHead2, ListNode* pExpected)
{
    if(testName != NULL)
        printf("===%s begins: ===", testName);

    ListNode* pResult = FindFirstCommonNode(pHead1, pHead2);
    if(pResult == pExpected)
        printf("Passed.\n");
    else
        printf("Failed.\n");
}

// 第一个公共结点在链表中间
// 1 - 2 - 3 \
//            6 - 7
//     4 - 5 /
void Test1()
{
    ListNode* pNode1 = CreateListNode(1);
    ListNode* pNode2 = CreateListNode(2);
    ListNode* pNode3 = CreateListNode(3);
    ListNode* pNode4 = CreateListNode(4);
    ListNode* pNode5 = CreateListNode(5);
    ListNode* pNode6 = CreateListNode(6);
    ListNode* pNode7 = CreateListNode(7);

    ConnectListNodes(pNode1, pNode2);
    ConnectListNodes(pNode2, pNode3);
    ConnectListNodes(pNode3, pNode6);
    ConnectListNodes(pNode4, pNode5);
    ConnectListNodes(pNode5, pNode6);
    ConnectListNodes(pNode6, pNode7);

    Test("Test1", pNode1, pNode4, pNode6);

    DestroyNode(pNode1);
    DestroyNode(pNode2);
    DestroyNode(pNode3);
    DestroyNode(pNode4);
    DestroyNode(pNode5);
    DestroyNode(pNode6);
    DestroyNode(pNode7);
}

// 没有公共结点
// 1 - 2 - 3 - 4
//            
// 5 - 6 - 7
void Test2()
{
    ListNode* pNode1 = CreateListNode(1);
    ListNode* pNode2 = CreateListNode(2);
    ListNode* pNode3 = CreateListNode(3);
    ListNode* pNode4 = CreateListNode(4);
    ListNode* pNode5 = CreateListNode(5);
    ListNode* pNode6 = CreateListNode(6);
    ListNode* pNode7 = CreateListNode(7);

    ConnectListNodes(pNode1, pNode2);
    ConnectListNodes(pNode2, pNode3);
    ConnectListNodes(pNode3, pNode4);
    ConnectListNodes(pNode5, pNode6);
    ConnectListNodes(pNode6, pNode7);

    Test("Test2", pNode1, pNode5, NULL);

    DestroyList(pNode1);
    DestroyList(pNode5);
}

// 公共结点是最后一个结点
// 1 - 2 - 3 - 4 \
//                7
//         5 - 6 /
void Test3()
{
    ListNode* pNode1 = CreateListNode(1);
    ListNode* pNode2 = CreateListNode(2);
    ListNode* pNode3 = CreateListNode(3);
    ListNode* pNode4 = CreateListNode(4);
    ListNode* pNode5 = CreateListNode(5);
    ListNode* pNode6 = CreateListNode(6);
    ListNode* pNode7 = CreateListNode(7);

    ConnectListNodes(pNode1, pNode2);
    ConnectListNodes(pNode2, pNode3);
    ConnectListNodes(pNode3, pNode4);
    ConnectListNodes(pNode4, pNode7);
    ConnectListNodes(pNode5, pNode6);
    ConnectListNodes(pNode6, pNode7);

    Test("Test3", pNode1, pNode5, pNode7);

    DestroyNode(pNode1);
    DestroyNode(pNode2);
    DestroyNode(pNode3);
    DestroyNode(pNode4);
    DestroyNode(pNode5);
    DestroyNode(pNode6);
    DestroyNode(pNode7);
}

// 公共结点是第一个结点
// 1 - 2 - 3 - 4 - 5
// 两个链表完全重合   
void Test4()
{
    ListNode* pNode1 = CreateListNode(1);
    ListNode* pNode2 = CreateListNode(2);
    ListNode* pNode3 = CreateListNode(3);
    ListNode* pNode4 = CreateListNode(4);
    ListNode* pNode5 = CreateListNode(5);

    ConnectListNodes(pNode1, pNode2);
    ConnectListNodes(pNode2, pNode3);
    ConnectListNodes(pNode3, pNode4);
    ConnectListNodes(pNode4, pNode5);

    Test("Test4", pNode1, pNode1, pNode1);

    DestroyList(pNode1);
}

// 输入的两个链表有一个空链表
void Test5()
{
    ListNode* pNode1 = CreateListNode(1);
    ListNode* pNode2 = CreateListNode(2);
    ListNode* pNode3 = CreateListNode(3);
    ListNode* pNode4 = CreateListNode(4);
    ListNode* pNode5 = CreateListNode(5);

    ConnectListNodes(pNode1, pNode2);
    ConnectListNodes(pNode2, pNode3);
    ConnectListNodes(pNode3, pNode4);
    ConnectListNodes(pNode4, pNode5);

    Test("Test5", NULL, pNode1, NULL);

    DestroyList(pNode1);
}

// 输入的两个链表都是空链表
void Test6()
{
    Test("Test6", NULL, NULL, NULL);
}

void DestroyNode(ListNode* pNode)
{
    delete pNode;
    pNode = NULL;
}

int main(void)
{
    Test1();
    Test2();
    Test3();
    Test4();
    Test5();
    Test6();

    return 0;
}

结果

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