题目

在本题中，单链表可能有环，也可能无环。给定两个单链表的头节点 head1和head2，这两个链表可能相交，也可能不相交。请实现一个函数， 如果两个链表相交，请返回相交的第一个节点；如果不相交，返回null 即可。 要求：如果链表1的长度为N，链表2的长度为M，时间复杂度请达到 O(N+M)，额外空间复杂度请达到O(1)。

分析

首先要判断这两个单链表是否有环。因为有环的情况下需要单独讨论。若两个链表都没环，有可能相交也有可能不相交，相交时，末节点必定为同一个。若两个都有环，则需要分三种情况讨论，不相交，有共同的入环节点 不同的入环节点。

代码

首先判断单链表是否有环，若有环返回入环节点，若无环，返回null。
先让快慢指针在环中相遇，若某个节点的指针域为空，必然无环，返回null。若不存在节点指针域为null，则必然存在一个节点使得快慢指针在此相遇，此时，将快指针指向链表头结点，快慢指针同时每次移动一个节点，当两个指针再次相遇，该节点就是入环节点。

ListNode* getLoopNode(ListNode* head) {
    if (head==NULL||head->next == NULL || head->next->next == NULL) {
        return NULL;
    }
    ListNode* fast = head->next->next;
    ListNode* slow = head->next;
    while (fast != slow) {
        if (fast->next == NULL || fast->next->next) {
            return NULL;
        }
        fast = fast->next->next;
        slow = slow->next;
    }
    fast = head;
    while (fast != slow) {
        fast = fast->next;
        slow = slow->next;
    }
    return fast;
}
ListNode* noLoop(ListNode* head1, ListNode* head2) {
    if (head1 == NULL || head2 == NULL) {
        return NULL;
    }
    int n = 0;
    ListNode* cur1 = head1;
    ListNode* cur2 = head2;
    while (cur1->next != NULL) {
        n++;
        cur1 = cur1->next;
    }
    while (cur2->next != NULL) {
        n--;
        cur2 = cur2->next;
    }
    cur1 = n > 0 ? head1 : head2;
    cur2 = cur1 == head1 ? head2 : head1;
    int n = abs(n);
    while (n--) {
        cur1 = cur1->next;

    }
    while (cur1 != cur2) {
        cur1 = cur1->next;
        cur2 = cur2->next;
    }
    return cur1;
}
ListNode* bothLoop(ListNode* head1, ListNode* loop1, ListNode* head2, ListNode* loop2) {
    ListNode* cur1 = NULL;
    ListNode* 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;
        int n = abs(n);
        while (n--) {
            cur1 = cur1->next;
        }
        while (cur1 != cur2) {
            cur1 = cur1->next;
            cur2 = cur2->next;
        }
        return cur1;
    }
    else {
        cur1 = cur1->next;
        while (cur1 != loop1) {
            if (cur1 == loop2) {
                return loop2;
            }
            cur1 = cur1->next;
        }
        return NULL;
    }
}
ListNode* getIntersecNode(ListNode* head1, ListNode* head2) {
    if (head1 == nullptr || head2 == NULL) {
        return NULL;
    }
    ListNode* loop1 = getLoopNode(head1);
    ListNode* 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;
}