題目

在本題中，單鏈表可能有環，也可能無環。給定兩個單鏈表的頭節點 head1和head2，這兩個連結串列可能相交，也可能不相交。請實現一個函式， 如果兩個連結串列相交，請返回相交的第一個節點；如果不相交，返回null 即可。 要求：如果連結串列1的長度為N，連結串列2的長度為M，時間複雜度請達到 O(N+M)，額外
空間複雜度請達到O(1)

分析：
1、首先判斷兩個單鏈表L1，L2是否有環，並返回入環結點
思路是：快慢指標思想，從head開始，快指標一次走兩步，慢指標一次走一步，如果快指標走到null，說明無環，否則有環，快慢指標必會在環上相遇，此時快指標回到頭結點，慢指標留在原地，二者同時每次走一步，相遇點即是入環結點。若有環，返回L1，L2的入環結點loop1，loop2
2、有三種情況：（1）兩個都無環，（2）一有環一無環，（3）兩個都有環

情況（1）兩個都無環：

如何找到第一個相交點？：分別從L1，L2走到尾結點end，計算各自長度，然後回到頭結點，較長的連結串列先走兩表的長度差步，之後兩個再一起走，相遇時返回相遇點

情況（2）一有環一無環

這種情況很明顯不可能相交，否則就不是單鏈表了。

情況（3）兩個都有環：

相交（1）如何找到第一個相交點：模仿情況（1）無環的做法
相交（2）如何找到第一個相交點：利用第一部返回的loop1，loop2，從loop1開始，每次往下走一步，若能遇到loop2，則屬於相交（2）這種情況，那麼第一個相交點就是loop1或者loop2（這裡我們選擇loop1好了）

程式碼如下

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

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

	public static Node getIntersectNode(Node head1, Node head2) {
		if (head1 == null || head2 == null) {
			return null;
		}
		//getLoopNode方法獲得入環結點loop1，loop2，
		Node loop1 = getLoopNode(head1);
		Node loop2 = getLoopNode(head2);
		if (loop1 == null && loop2 == null) {//無環的情況
			return noLoop(
 
head1, head2);
		}
		if (loop1 != null && loop2 != null) {//都有環情況
			return bothLoop(head1, loop1, head2, loop2);
		}
		return null;//一有環一無環不可能相交，返回null
	}
	//獲取入環結點方法
	public static Node getLoopNode(Node head) {
		if (head == null || head.next == null || head.next.next == null) {
			return null;
		}
		Node n1 = head.next; // n1 -> slow
		Node n2 = head.next.next; // n2 -> fast
		while (n1 != n2) {
			if (n2.next == null || n2.next.next == null) {
				return null;
			}
			n2 = n2.next.next;
			n1 = n1.next;
		}
		n2 = head; // n2 -> walk again from head
		while (n1 != n2) {
			n1 = n1.next;
			n2 = n2.next;
		}
		return n1;
	}
	//無環時呼叫noLoop方法
	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++;//計算L1長度
			cur1 = cur1.next;
		}
		while (cur2.next != null) {
			n--;//此迴圈之後，n=L1和L2的長度差
			cur2 = cur2.next;
		}
		if (cur1 != cur2) {
			return null;
		}
		cur1 = n > 0 ? head1 : head2;//令cur1為較長的連結串列的head
		cur2 = cur1 == head1 ? head2 : head1;
		n = Math.abs(n);//絕對值
		while (n != 0) {//較長的連結串列先走n步
			n--;
			cur1 = cur1.next;
		}
		while (cur1 != cur2) {//同時走直到相遇
			cur1 = cur1.next;
			cur2 = cur2.next;
		}
		return cur1;//相遇點就是入環結點
	}

	public static Node bothLoop(Node head1, Node loop1, Node head2, Node loop2) {
		Node cur1 = null;
		Node cur2 = null;
		if (loop1 == loop2) {//模仿無環的方法
			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) {//loop1若遇到loop2，返回loop1
					return loop1;
				}
				cur1 = cur1.next;
			}
			return null;//否則就是不相交
		}
	}