题目：

链接：剑指 Offer 52. 两个链表的第一个公共节点；LeetCode 160. 相交链表
难度：简单

输入两个链表，找出它们的第一个公共节点。

如下面的两个链表：
在这里插入图片描述
在节点 c1 开始相交。

示例 1：

在这里插入图片描述

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，如果两个列表相交则不能为 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。

示例 2：

在这里插入图片描述

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，如果两个列表相交则不能为 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。

示例 3：
在这里插入图片描述

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。

方法一：

快慢指针：

这题难点在于，由于两条链表的长度可能不同，两个指针一起遍历的话，两条链表之间的公共节点无法对应：
在这里插入图片描述

解决这个问题的关键是，通过某些方式，让 p1 和 p2 能够同时到达相交节点 c1。

如果用两个指针 p1 和 p2 分别在两条链表上前进，我们可以让 p1 遍历完链表 A 之后开始遍历链表 B，让 p2 遍历完链表 B 之后开始遍历链表 A，这样相当于「逻辑上」两条链表接在了一起。

如果这样进行拼接，就可以让 p1 和 p2 同时进入公共部分，也就是同时到达相交节点 c1：
在这里插入图片描述
而当两个链表不相交的情况时：
链表headA和headB的长度分别为M，N。
若M == N，两个指针将同时到达各自尾结点后的nullptr，空值相等跳出循环，返回nullptr；
若M ≠ N，两个指针不会同时到达尾结点，将都会遍历完两个链表A和B，p1移动M+N次，p2移动N+M次，最终到达nullptr，空值相等跳出循环，返回nullptr。

代码一：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        if(headA == nullptr || headB == nullptr) return nullptr;
        // p1 指向 A 链表头结点，p2 指向 B 链表头结点
        ListNode* p1 = headA;
        ListNode* p2 = headB;
        while (p1 != p2) {
            // p1 走一步，如果走到 A 链表末尾，转到 B 链表
            if (p1 == nullptr) {
                p1 = headB;
            } else {
                p1 = p1->next;
            }
            // p2 走一步，如果走到 B 链表末尾，转到 A 链表
            if (p2 == nullptr) {
                p2 = headA;
            } else {
                p2 = p2->next;
            }
        }
        return p1;
    }
};

时间复杂度O(M+N)，空间复杂度O(1)。

这里要注意一个技巧，指针p1和p2比较相等时（是否为公共节点），本质是比较两个指针指向的地址是否相等，同一个地址才能判定指向的是同一个ListNode对象。

作为比较，如下代码中：

	ListNode *a = new ListNode(-1);
    ListNode *b = a;
    if(*a == *b) cout << 1 << endl;

*a 和 *b 比较相等的本质是比较两个指针指向的两个对象是否相等，ListNode类并没有定义 == 操作符，所以会报错。

方法二：

哈希集合：

用一个哈希集合存储链表A的节点指针，然后遍历链表B找到在哈希集合中找到出现过的节点，即为所求公共节点。找不到公共节点返回nullptr。

代码二：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
        if(headA == nullptr || headB == nullptr) return nullptr;
        unordered_set<ListNode*> visited;
        while(headA != nullptr) {
            visited.insert(headA);
            headA = headA->next;
        }
        while(headB != nullptr) {
            if(visited.count(headB)) return headB;
            headB = headB->next;
        }
        return nullptr;
    }
};