两个链表相交的第一个节点

题目：

给定两个可能有环也可能无环的单链表，头节点 head1 和 head2。

实现一个函数，如果两个链表相交，返回相交的第一个节点。

如果不相交，返回 null。

【要求】

如果两个链表长度之和为 N，时间复杂度请达到 O(N)，额外空间复杂度请达到 O(1)。

思考

• 判断单链表是否有环？

  采用 快慢指针， 快指针一次走两步，慢指针一次走一步，如果快指针率先为 null 了，说明肯定无环。

  如果有环，快慢指针肯定会相遇。

• 如何确定入环节点在哪？

  在快慢指针相遇时，让快指针指向头节点，慢指针不变，然后快慢指针同时向前走，一次各走一步，

  相遇的地方就是入环节点。

• 情况考虑？

  两个链表可能有环也可能无环

  如果两个链表都无环，可能相交也可能不相交、

  如果两个链表都有环，可能相交也可能不相交、

  如果一个有环，一个无环，肯定不相交。

代码

public class findFirstIntersectNode {

	public static Node getIntersectNode(Node head1, Node head2) {
		if (head1 == null || head2 == null) {
			return null;
		}
		Node loop1 = getLoopNode(head1);
		Node loop2 = getLoopNode(head2);
		if (loop1 == null && loop2 == null) {
			return noLoop(head1, head2);
		}
		if (loop1 != null && loop2 != null) {
			return bothLoop(head1, loop1, head2, loop2);
		}
		return null;
	}

	// 找到链表第一个入环节点，如果无环，返回null
	public static Node getLoopNode(Node head) {
		if (head == null || head.next == null || head.next.next == null) {
			return null;
		}
		// n1 慢  n2 快
		Node slow = head.next; // n1 -> slow
		Node fast = head.next.next; // n2 -> fast
		while (slow != fast) {
			if (fast.next == null || fast.next.next == null) {
				return null;
			}
			fast = fast.next.next;
			slow = slow.next;
		}
		// slow fast  相遇
		fast = head; // n2 -> walk again from head
		while (slow != fast) {
			slow = slow.next;
			fast = fast.next;
		}
		return slow;
	}

	// 如果两个链表都无环，返回第一个相交节点，如果不想交，返回null
	public static Node noLoop(Node head1, Node head2) {
		if (head1 == null || head2 == null) {
			return null;
		}
		Node cur1 = head1;
		Node cur2 = head2;
		int n = 0;
		while (cur1.next != null) {
			n++;
			cur1 = cur1.next;
		}
		while (cur2.next != null) {
			n--;
			cur2 = cur2.next;
		}
		if (cur1 != cur2) {
			return null;
		}
		// n  :  链表1长度减去链表2长度的值
		cur1 = n > 0 ? head1 : head2; // 谁长，谁的头变成cur1
		cur2 = cur1 == head1 ? head2 : head1; // 谁短，谁的头变成cur2
		n = Math.abs(n);
		while (n != 0) {
			n--;
			cur1 = cur1.next;
		}
		while (cur1 != cur2) {
			cur1 = cur1.next;
			cur2 = cur2.next;
		}
		return cur1;
	}

	// 两个有环链表，返回第一个相交节点，如果不想交返回null
	public static Node bothLoop(Node head1, Node loop1, Node head2, Node loop2) {
		Node cur1 = null;
		Node cur2 = null;
		if (loop1 == loop2) {
			cur1 = head1;
			cur2 = head2;
			int n = 0;
			while (cur1 != loop1) {
				n++;
				cur1 = cur1.next;
			}
			while (cur2 != loop2) {
				n--;
				cur2 = cur2.next;
			}
			cur1 = n > 0 ? head1 : head2;
			cur2 = cur1 == head1 ? head2 : head1;
			n = Math.abs(n);
			while (n != 0) {
				n--;
				cur1 = cur1.next;
			}
			while (cur1 != cur2) {
				cur1 = cur1.next;
				cur2 = cur2.next;
			}
			return cur1;
		} else {
			cur1 = loop1.next;
			while (cur1 != loop1) {
				if (cur1 == loop2) {
					return loop1;
				}
				cur1 = cur1.next;
			}
			return null;
		}
	}

    public static class Node {
		public int value;
		public Node next;

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

}