17_7_16：判断两个链表是否相交，若相交，求交点。如果链表带环呢？

1.【基础题】–1.判断两个链表是否相交，若相交，求交点。（假设链表不带环）2.判断两个链表是否相交，若相交，求交点。（假设链表可能带环）【升级版】

2.【附加题】–请问下面的程序一共输出多少个“-”？

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void) 
{ 
int i; 
for(i=0; i<2; i++){ 
fork(); 
printf("-"); 
} 

return 0; 
}

**

基础题：

**
定义的单链表节点

#include <iostream> //采用C++编译环境。

typedef struct ListNode
{
    int _val;
    ListNode* _pNext;
}Node, *PNode;

在代码中定义的一些函数

//获取环中节点中快慢指针的碰撞点。
PNode Get_Impact_Point(PNode pHead);
//获取带环链表中环的入口点
PNode Get_Entrance_Point(PNode pHead);
//判断两个链表是否相交，若相交，求交点。（假设链表不带环）
PNode Is_Has_Intersection(PNode pHead_1, PNode pHead_2);
//判断两个链表是否相交，若相交，求交点。（假设链表可能带环）【升级版】
PNode Is_Has_Intersection_2(PNode pHead_1, PNode pHead_2);

1.判断两个链表是否相交，若相交，求交点。（假设链表不带环）

思路：
不带环的两个链表相交，表示从交节点开始，两个链表中的节点一直相同。
那么两个链表的最后一个节点也相同。可以当做一个判断条件。
如果两个不带环链表相交，则将其中一个链表的头尾节点相连，构成一个带环的单链表。
这样问题就变为了，求带环单链表的环的入口点的问题。

PNode Is_Has_Intersection(PNode pHead_1, PNode pHead_2)
{
    if ((NULL == pHead_1) || (NULL == pHead_2)) //当有空链表时，没有交点。
        return NULL;

    if (pHead_1 == pHead_2) //如果两个链表是通过一个链表的情况。
        return pHead_1;

    PNode pTail_1 = pHead_1;  //用来指向pHead_1的尾节点
    PNode pTail_2 = pHead_2;  //用来指向pHead_2的尾节点

    while (pTail_1->_pNext)   
        pTail_1 = pTail_1->_pNext;  
    while (pTail_2->_pNext)
        pTail_2 = pTail_2->_pNext;

    if (pTail_1 != pTail_2)  //两个链表最后一个节点不相等，说明没有相交。
        return NULL;  

    //走到这里，说明pTail_1 = pTail_2。两个链表相交，下面开始求交点。
    //将其中一个链表的头结点与尾节点相连。最终两个链表会构成一带环单链表
    //问题变为求带环单链表的环的入口了。

    //1，将两个单链表变为带环单链表(pHead_2为新的头指针)
    pTail_1->_pNext = pHead_1;
    //2，求环的入口。（调用写的函数，前一篇博文已写，后面也会给出）
    PNode pCross = Get_Entrance_Point(pHead_2);

    return pCross;
}

2.判断两个链表是否相交，若相交，求交点。（假设链表可能带环）【升级版】
思路:
先判断两个链表是否是同一个链表的情况。
1，相同，直接返回头结点。
2，不相同，在往下走。
再判断两个链表是否带环。
1，都不带环—>判断两个不带环单链表是否相交，若相交，求交点。
2，一个带环，一个不带环—->不想交
3，两个链表都带环—->1，交点在环外，2，交点再环内，3，不相交
通过两个链表环的入口点是否相等，来判断交点在环外还是环内。
若相等，则在环外或者就是入口点处。此时相交。–》去掉环，变为求两个不带环单链表求交点交点
若不相等，则判断两个入口点是否在通过一个环中，若在环中，则两个入口点都是交点。否则，不相交。

PNode Is_Has_Intersection_2(PNode pHead_1, PNode pHead_2)
{
    //存在空链表，不存在交点
    if ((NULL == pHead_1) || (NULL == pHead_2))
        return NULL;

    //如果两个链表是同一个链表，则直接返回头结点。
    if (pHead_1 == pHead_2)
        return pHead_1;

    PNode pCross = NULL; //交点

    //获取链表快慢指针的碰撞点，如果存在，则说明链表有环
    PNode pImpact_1 = Get_Impact_Point(pHead_1);
    PNode pImpact_2 = Get_Impact_Point(pHead_2);

    //都不带环--->判断两个不带环单链表是否相交，若相交，求交点。
    if ((NULL == pImpact_1) && (NULL == pImpact_2))
    {
        pCross = Is_Has_Intersection(pHead_1, pHead_2);
        return pCross;
    }

    //一个带环，一个不带环---->不相交
    if (!pImpact_1 || !pImpact_2) 
        return NULL;

    //两个链表都带环---->若相交，环是公有的，则判断链表1的碰撞点是否在链表2的环中
    //两个链表都带环的情况。
    //有三种情况。
    //1，不相交。
    //2，相交，交点在环外。
    //3，相交，交点在环内。


    //为了不重复定义变量，浪费空间，暂时用pImpact指向返回的环入口点。
    pImpact_1 = Get_Entrance_Point(pHead_1);
    pImpact_2 = Get_Entrance_Point(pHead_2);

    //此时，带环链表有可能相交于环内，有可能不相交
    if (pImpact_1 != pImpact_2)
    {
        PNode pCur = pImpact_2;   //作为遍历pHead_2的指针 
        //需要注意的是，在遍历pHead_2时，如果pHead_1的入口点不在pHead_2的环中，会死循环
        //所以，需要从pHead_2的环入口点，开始遍历，直到再次遇到入口点。
        while (pCur != pImpact_1)
        {
            pCur = pCur->_pNext;
            if (pCur == pImpact_2) //防止在环内一直遍历，而死循环
                break;
        }

        //pHead_1的入口点pImpact_1在pHead_2的环中，即相交，随便返回一个入口点
        if (pCur == pImpact_1)
        {
            return pImpact_1;
        }
        else  //否则，不相交
        {
            return NULL;
        }
    }

    //pImpact_1 == pImpact_2
    //此时，两个链表有一个公共环，并且，节点在环外。--》去掉环的影响，变为求两个不带环单链表求交点问题
    PNode pTemp = pImpact_1->_pNext; //记录，环的入口的下一节点。
    pImpact_1->_pNext = pHead_1; //去掉旧环，构成一个新环(pHead_2为头结点)
    //获取新环的入口点，即原来两个链表的交点
    pCross = Get_Entrance_Point(pHead_2);
    //去掉新环，还原旧环
    pImpact_1->_pNext = pTemp; 

    return pCross;
}

3.下面给出上述两个函数中调用的自定义函数

//获取环中节点中快慢指针的碰撞点。
PNode Get_Impact_Point(PNode pHead)
{
    if (NULL == pHead)
        return NULL;

    PNode pFast = pHead; //快指针每次走两步
    PNode pSlow = pHead; //慢指针每次走一步

    while ((NULL != pFast) && (NULL != pFast->_pNext))
    {
        pFast = pFast->_pNext->_pNext;
        pSlow = pSlow->_pNext;

        if (pFast == pSlow)
            break;
    }

    if ((NULL == pFast) || (NULL == pFast->_pNext)) //不可使用pFast!=pSlow作为判断条件，当链表只有一个元素时，会出错。
        return NULL;

    return pFast;
}

//获取带环链表中环的入口点
PNode Get_Entrance_Point(PNode pHead)
{
    PNode pImpact = Get_Impact_Point(pHead);
    if (NULL == pImpact) //链表中不存在环
        return NULL; 

    //头结点到入口点的长度设为：X
    //环的长度设为R
    //碰撞点到入口的长度设为：R1
    //通过计算（前一篇博文中写有），可以推到出存在某一个n（n为非负整数），使得：X = nR + R1.
    //所以，头结点和碰撞点同时出发， 最终会在入口点相遇。
    while (pImpact != pHead)
    {
        pImpact = pImpact->_pNext;
        pHead = pHead->_pNext;
    }
    //此时，两者都在入口点处，返回入口点位置。
    return pImpact; 
}

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附加题

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关于fork函数的知识，推荐博文：http://blog.youkuaiyun.com/jason314/article/details/5640969
里面对于fork进行了深入的讲解。而且例子也比较好。也包括这个例子。
下面，呈现在ubuntu下运行的结果图。
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结果打印了6个‘-’