IT公司100题-7-判断两个链表是否相交

问题：
有一个单链表，其中可能有一个环，也就是某个节点的next指向的是链表中在它之前的节点，这样在链表的尾部形成一环。
1、如何判断一个链表是不是这类链表？

问题扩展：
1.如果链表可能有环呢?
2.如果需要求出两个链表相交的第一个节点呢?

分析：

在无环的情况下，如果两个链表有结点相同，那么它们下一结点也相同，如此可推出尾结点也相同。

那么只要判断两链表的尾结点是否相同。（O(len1+len2)）

struct Node {
  int data;
  int Node *next;
};
// if there is no cycle.
int isJoinedSimple(Node * h1, Node * h2) {
    while (h1->next != NULL)
        h1 = h1->next;
    while (h2->next != NULL)
        h2 = h2-> next;
    return h1 == h2;
}    

扩展1：

需要先判断有环无环，可以这样做，定义两个指针，指向头结点，一个每次移动一个结点，另一个每次移动两个结点，如果慢的能追上快的（也就是两个指针重逢），就说明有环。

// 7.cc
bool has_loop(link_list* link) {
    link_list* fast = link;
    link_list* slow = link;

    while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
        fast = fast->next->next;
        slow = slow->next;
        if (fast == slow)
            return true;
    }
    return false;
}

利用如下方法分别找到两个链表的环入口。首先设置一个快慢指针p_fast和p_slow，找到两个指针相交的点，p_inter。然后p从链表开头，p_slow从p_inter开始走，每次都走1步，则两个指针相交的地方，就是链表的入口。

(a) 分别求得A和B两个链表的入口，如果一样。则两个链表相交的第一个节点方法同1，只是将环当成NULL即可。

(b) 如果两个链表的环入口不一样，则没有第一个相交节点。

扩展2：

如何找到入口点：

当fast若与slow相遇时，slow肯定没有走遍历完链表，而fast已经在环内循环了n圈(1<=n)。假设slow走了s步，则fast走了2s步（fast步数还等于s 加上在环上多转的n圈），设环长为r，则：

2s = s + nr
s= nr

设整个链表长L，入口环与相遇点距离为x，起点到环入口点的距离为a。
a + x = nr
a + x = (n – 1)r +r = (n-1)r + L - a
a = (n-1)r + (L – a – x)

(L – a – x)为相遇点到环入口点的距离，由此可知，从链表头到环入口点等于(n-1)循环内环+相遇点到环入口点，于是我们从链表头、与相遇点分别设一个指针，每次各走一步，两个指针必定相遇，且相遇第一点为环入口点。程序描述如下：

slist* FindLoopPort(slist *head)
{
    slist *slow = head, *fast = head;

    while ( fast && fast->next ) 
    {
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
        if ( slow == fast ) break;
    }

    if (fast == NULL || fast->next == NULL)
        return NULL;

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

    return slow;
}