链表六大解题套路（快慢双指针大法）

1、合并两个有序链表（leetcode 21 简单）
 

class Solution {
    public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
        ListNode* head = new ListNode(-1);
        ListNode* p = head;
        
        while(list1 && list2)
        {
            if(list1->val < list2->val)
            {
                p->next = list1;
                list1 = list1->next;
            }
            else{
                p->next = list2;
                list2 = list2->next;
            }
            
            p = p->next;
        } 
        
        p->next = list1 == nullptr ? list2 : list1;
        
        return head->next;
    }
};

2、合并K个升序链表（leetcode 23 困难）

技巧：使用优先队列，把链表节点放入一个最小堆，就可以每次获得k节点中的最小节点

class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
       ListNode* head = new ListNode(-1);
       ListNode* p = head;

       while(list1 && list2)
       {
           if(list1->val < list2->val)
           {
               p->next = list1;
               list1 = list1->next;
           }
           else{
               p->next = list2;
               list2 = list2->next;
           }

           p = p->next;
       } 

       p->next = list1 == nullptr ? list2 : list1;

       return head->next;
    }
};

3、删除链表的倒数第 N 个结点（leetcode 19 中等）

技巧：使用快慢指针p1, p2，首先让p1先走k步，然后p2跟p1一起移动，直到p1走到最后一个节点，那么p2指向了倒k节点（要删除N节点，那么p2只要先走n+1步）

class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
       ListNode* head = new ListNode(-1);
       ListNode* p = head;

       while(list1 && list2)
       {
           if(list1->val < list2->val)
           {
               p->next = list1;
               list1 = list1->next;
           }
           else{
               p->next = list2;
               list2 = list2->next;
           }

           p = p->next;
       } 

       p->next = list1 == nullptr ? list2 : list1;

       return head->next;
    }
};

4、链表的中间结点（leetcode 876 简单）

技巧：使用快慢节点low、fast，fast每次走两步，low每次走一步，当fast走到最后一个节点，那么low就是中间节点（注意：如果链表长度是偶数，low指向的右边那个节点）

class Solution {
public:
    ListNode* middleNode(ListNode* head) {
        ListNode* low = head, *fast = head;

        while(fast && fast->next != nullptr)
        {
            low = low->next;
            fast = fast->next->next;
        }

        return low;
    }
};

5、判断是否环形链表（leetcode 141 简单）

技巧：使用快慢指针fast、low，fast每走两步，low走一步，如果快慢指针相遇（fast==low)，那么就是有环；否则如果fast变为空指针，则无环

class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
       ListNode *low = head, *fast = head;

       while(fast && fast->next != nullptr)
       {
           low = low->next;
           fast = fast->next->next;

           if(low == fast)
                return true;//break; //有环
       } 

       return false;
    }
};

6、找出环形链表环的起点 II（leetcode 142 中等）

技巧：使用快慢指针fast、low，让fast每走两步，low走一步，如果快指针变成了空指针，那么无环；如果快慢指针相遇（fast == low)，那么有环，此时让慢指针重新指向头结点（low=head），快慢指针一起往前走，下次相遇就是环的起点（如图解释）：

如果有环，那么到达相遇点low指针走了k步，fast指针走了2k步，多走的部分在环内转圈圈（可得k步为圈大小的整数倍）；假设环起点到相遇点为m步，那么相遇点到环起点就是k-m步，又因为head到环起点也是k-m步，所以快慢指针再走k-m步就会在环起点相遇

class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
       ListNode *low = head, *fast = head;

       while(fast && fast->next != nullptr)
       {
           low = low->next;
           fast = fast->next->next;

           if(low == fast)
                break; //有环
       } 

       if(fast == nullptr || fast->next == nullptr)
       {
           return nullptr;
       }

       low = head;
       while(low != fast){
           low = low->next;
           fast = fast->next;
       }

       return low;
    }
};

7、 相交链表（leetcode 160 简单）

技巧1：使用hastmap记录第一链表的所有节点，让后遍历另一个链表，如果可以在hash中找到则表明他们相交

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
       unordered_map hashmap;

       ListNode* p = headA;
       while(p)
       {
            hashmap[p] = true;
            p = p->next;
       } 

       p = headB;
       while(p)
       {
           if(hashmap[p]){
               return p;
           }

           p = p->next;
       }

       return nullptr;
    }
};

进阶，技巧2：假设两个链L1，L2表相交，我们把L1独立部分长度设为len1, L2独立部分长度设为len2, 相交公共部分长度设为len3, 由于等式: len1 + len3 + len2 = len2 + len3 + len1 =>> L1长度(len1 + len3) + L2独立部分(len2) = L2长度(len2 + len3) + L1独立部分len1 ，那么只要使用两个指针p1,p2分别走完上面的路径（p1指向L1，如果遇到nullptr那么指向L2，p2指向L2,如果遇到nullptr那么指向L1），相遇的时候就是交点

class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
       ListNode *p1 = headA, *p2 = headB;

       while(p1 != p2)
       {
            if(p1 == nullptr)
                p1 = headB;
            else
                p1 = p1->next;

            if(p2 == nullptr)
                p2 = headA;
            else
                p2 = p2->next;
       }

       return p1;
    }
};