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JAVA实现链表面试题_面试 实现一个链表

作者：小惠珠哦 | 2024-07-14 04:10:18

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面试 实现一个链表
这篇文章主要介绍了JAVA相关实现链表的面试题，代码实现非常详细，每一个方法讲解也很到位，特别适合参加Java面试的朋友阅读。

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。

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）

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.  class Node {
  33.  //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。
  34.   int data; //数据域
  35.   Node next;//指针域
  36.  
  37.   public Node(int data) {
  38.   this.data = data;
  39.  }
  40.  }
  41.  
  42.  
  43.  public static void main(String[] args) {
  44.  LinkList list = new LinkList();
  45.  //向LinkList中添加数据
  46.   for (int i = 0; i < 10; i++) {
  47.   list.add(i);
  48.   }
  49.  
  50.   list.print(list.head);// 从head节点开始遍历输出
  51.  }
  52.  
  53.  }

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.   //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
  25.  return first;
  26.  }
  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.  }
  19.

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.  // 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
  17.   if (head1.data < head2.data) {
  18.   head = head1;
  19.   current = head1;
  20.   head1 = head1.next;
  21.   } else {
  22.   head = head2;
  23.   current = head2;
  24.   head2 = head2.next;
  25.  }
  26.  
  27.   while (head1 != null && head2 != null) {
  28.   if (head1.data < head2.data) {
  29.    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
  30.    current = current.next; //current指针下移
  31.    head1 = head1.next;
  32.   } else {
  33.   current.next = head2;
  34.    current = current.next;
  35.    head2 = head2.next;
  36.   }
  37.   }
  38.  
  39.   //合并剩余的元素
  40.   if (head1 != null) { //说明链表2遍历完了，是空的
  41.   current.next = head1;
  42.   }
  43.  
  44.  if (head2 != null) { //说明链表1遍历完了，是空的
  45.   current.next = head2;
  46.  }
  47.  
  48.   return head;
  49.  }

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.  }
  18.

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.  }
  24.

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。

  1. LinkList.java:
  2.  
  3.  public class LinkList {
  4.  public Node head;
  5.  public Node current;
  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;
  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.  
  28.   if (head == null) {
  29.   head = node;
  30.   current = head;
  31.   } else {
  32.   current.next = node;
  33.   current = current.next;
  34.   }
  35.  }
  36.  
  37.  
  38.  //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
  39.  public void print(Node node) {
  40.   if (node == null) {
  41.   return;
  42.   }
  43.  
  44.   current = node;
  45.   while (current != null) {
  46.   System.out.println(current.data);
  47.   current = current.next;
  48.   }
  49.  }
  50.  
  51.  //方法：检测单链表是否有环
  52.  public boolean hasCycle(Node head) {
  53.  
  54.   if (head == null) {
  55.   return false;
  56.   }
  57.  
  58.   Node first = head;
  59.   Node second = head;
  60.  
  61.   while (second != null) {
  62.   first = first.next; //first指针走一步
  63.   second = second.next.next; //second指针走两步
  64.  
  65.   if (first == second) { //一旦两个指针相遇，说明链表是有环的
  66.    return true;
  67.   }
  68.   }
  69.  
  70.   return false;
  71.  }
  72.  
  73.  class Node {
  74.   //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。
  75.   int data; //数据域
  76.   Node next;//指针域
  77.  
  78.   public Node(int data) {
  79.   this.data = data;
  80.   }
  81.  }
  82.  
  83.  public static void main(String[] args) {
  84.   LinkList list = new LinkList();
  85.   //向LinkList中添加数据
  86.   for (int i = 0; i < 4; i++) {
  87.   list.add(i);
  88.   }
  89.  
  90.   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。
  91.  
  92.   System.out.println(list.hasCycle(list.head));
  93.  }
  94.  }

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.   return null;
  20.  }
  21.  
  22.  //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
  23.  public int getCycleLength(Node node) {
  24.  
  25.   if (head == null) {
  26.   return 0;
  27.   }
  28.  
  29.   Node current = node;
  30.   int length = 0;
  31.  
  32.   while (current != null) {
  33.   current = current.next;
  34.   length++;
  35.   if (current == node) { //当current结点走到原点的时候
  36.    return length;
  37.   }
  38.   }
  39.   return length;
  40.  }

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.   if (i == 1) {
  113.    second = list1.current; //把第二个结点记下来
  114.   }
  115.   }
  116.  
  117.   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
  118.   Node current = list1.hasCycle(list1.head); //获取相遇的那个结点
  119.  
  120.   System.out.println("环的长度为" + list1.getCycleLength(current));
  121.  }
  122.  
  123.  }

 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.   }
  27.

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.   class Node {
  120.   //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。
  121.    int data; //数据域
  122.    Node next;//指针域
  123.  
  124.    public Node(int data) {
  125.     this.data = data;
  126.    }
  127.   }
  128.  
  129.  
  130.   public static void main(String[] args) {
  131.    LinkList list1 = new LinkList();
  132.  
  133.    Node second = null; //把第二个结点记下来
  134.  
  135.    //向LinkList中添加数据
  136.    for (int i = 0; i < 4; i++) {
  137.     list1.add(i);
  138.  
  139.    if (i == 1) {
  140.     second = list1.current; //把第二个结点记下来
  141.    }
  142.   }
  143.  
  144.    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
  145.    Node current = list1.hasCycle(list1.head); //获取相遇的那个结点
  146.  
  147.   int length = list1.getCycleLength(current); //获取环的长度
  148.  
  149.   System.out.println("环的起始点是" + list1.getCycleStart(list1.head, length).data);
  150.  
  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.    Node longHead;
  11.    Node shortHead;
  12.  
  13.    //找出较长的那个链表
  14.    if (length1 > length2) {
  15.     longHead = head1;
  16.     shortHead = head2;
  17.     lengthDif = length1 - length2;
  18.    } else {
  19.     longHead = head2;
  20.     shortHead = head1;
  21.     lengthDif = length2 - length1;
  22.    }
  23.  
  24.    //将较长的那个链表的指针向前走length个距离
  25.    for (int i = 0; i < lengthDif; i++) {
  26.     longHead = longHead.next;
  27.    }
  28.  
  29.    //将两个链表的指针同时向前移动
  30.    while (longHead != null && shortHead != null) {
  31.     if (longHead == shortHead) { //第一个相同的结点就是相交的第一个结点
  32.      return longHead;
  33.     }
  34.     longHead = longHead.next;
  35.     shortHead = shortHead.next;
  36.    }
  37.  
  38.    return null;
  39.   }
  40.  
  41.  
  42.   //方法：获取单链表的长度
  43.   public int getLength(Node head) {
  44.    if (head == null) {
  45.     return 0;
  46.    }
  47.  
  48.    int length = 0;
  49.   Node current = head;   while (current != null) {
  50.  
  51.     length++;
  52.     current = current.next;
  53.    }
  54.  
  55.    return length;

以上就是有关java链表的经典面试题目，希望可以帮助大家顺利通过面试。

转：http://www.jb51.net/article/71885.htm

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