题目描述

编写一个程序，找到两个单链表相交的起始节点。

如下面的两个链表：

在节点 c1 开始相交。

样例

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Reference of the node with value = 8
输入解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。
在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。

输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Reference of the node with value = 2
输入解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。

输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
输入解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
解释：这两个链表不相交，因此返回 null。

注意：

• 如果两个链表没有交点，返回 null.
• 在返回结果后，两个链表仍须保持原有的结构。
• 可假定整个链表结构中没有循环。
• 程序尽量满足 $O(n)$ 时间复杂度，且仅用 $O(1)$ 内存。

算法分析

一种比较巧妙的方式是，分别为链表A和链表B设置指针A和指针B，然后开始遍历链表，如果遍历完当前链表，则将指针指向另外一个链表的头部继续遍历，直至两个指针相遇。

最终两个指针分别走过的路径为：

• 指针A：a+c+b

• 指针B ：b+c+a

• 明显 a+c+b = b+c+a，因而如果两个链表相交，则指针A和指针B必定在相交结点相遇。

思路理解：

思路是设定两个指针分别指向两个链表头部，一起向前走直到其中一个到达末端，另一个与末端距离则是两链表的 长度差。再通过长链表指针先走的方式消除长度差，最终两链表即可同时走到相交点。

两个指针在遍历链表时，总路径都是a+b+c是相同的，每次两个指针所走的步长是相同的，我们把相遇点理解为终点，两个两表最终会相遇。

如果不相交的两个链表，通过上面的方式走完后，会同时指向 null

时间复杂度 $O(n)$

Java 代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode p = headA;
        ListNode q = headB;
        while(p != q)
        {
            if(p == null) p = headB;
            else p = p.next;

            if(q == null) q = headA;
            else q = q.next;
        }
        return q;
    }
}