找出链表的第一个公共结点（链表）。

题目：两个单向链表，找出它们的第一个公共结点。

链表的结点定义为：

struct ListNode

{

      int         m_nKey ;

      ListNode *    m_pNext ;

};

分析：这是一道微软的面试题。微软非常喜欢与链表相关的题目，因此在微软的面试题中，链表出现的概率相当高。

如果两个单向链表有公共的结点，也就是说两个链表从某一结点开始，它们的 m_pNext 都指向同一个结点。但由于是单向链表的结点，每个结点只有一个 m_pNext ，因此从第一个公共结点开始，之后它们所有结点都是重合的，不可能再出现分叉。所以，两个有公共结点而部分重合的链表，拓扑形状看起来像一个 Y ，而不可能像 X 。

看到这个题目，第一反应就是蛮力法：在第一链表上顺序遍历每个结点。每遍历一个结点的时候，在第二个链表上顺序遍历每个结点。如果此时两个链表上的结点是一样的，说明此时两个链表重合，于是找到了它们的公共结点。如果第一个链表的长度为 m ，第二个链表的长度为 n ，显然，该方法的时间复杂度为 O(mn) 。

接 下来我们试着去寻找一个线性时间复杂度的算法。我们先把问题简化：如何判断两个单向链表有没有公共结点？前面已经提到，如果两个链表有一个公共结点，那么 该公共结点之后的所有结点都是重合的。那么，它们的最后一个结点必然是重合的。因此，我们判断两个链表是不是有重合的部分，只要分别遍历两个链表到最后一 个结点。如果两个尾结点是一样的，说明它们用重合；否则两个链表没有公共的结点。

在上面的思路中，顺序遍历两个链表到尾结点的时候，我们不能保证在两个链表上同时到达尾结点。这是因为两个链表不一定长度一样。但如果假设一个链表比另一个长 l 个结点，我们先在长的链表上遍历 l 个结点，之后再同步遍历，这个时候我们就能保证同时到达最后一个结点了。由于两个链表从第一个公共结点考试到链表的尾结点，这一部分是重合的。因此，它们肯定也是同时到达第一公共结点的。于是在遍历中，第一个相同的结点就是第一个公共的结点。

在这个思路中，我们先要分别遍历两个链表得到它们的长度，并求出两个长度之差。在长的链表上先遍历若干次之后，再同步遍历两个链表，知道找到相同的结点，或者一直到链表结束。此时，如果第一个链表的长度为 m ，第二个链表的长度为 n ，该方法的时间复杂度为 O(m+n) 。

package structure.list;  
  
import structure.list.node.LNode_01;  
  
/** 
 * 题目：两个单向链表，找出它们的第一个公共结点 
 *  
 * @author Toy 
 *  
 */  
public class First_CommonNode {  
  
    LNode_01 head1 = null;  
    LNode_01 head2 = null;  
    LNode_01 head = null;  
  
    public LNode_01 method_01() {  
  
        init();  
  
        return getFirstCommonNode_01(head1, head2);  
    }  
  
    /** 
     * 逐个考察 O(m*n) 
     *  
     * @param head1 
     * @param head2 
     * @return 
     */  
    private LNode_01 getFirstCommonNode_01(LNode_01 head1, LNode_01 head2) {  
  
        LNode_01 p = head1;  
        LNode_01 q = head2;  
  
        while (p != null) {  
            q = head2;  
            while (q != null) {  
                if (q == p) {  
                    return p;  
                }  
                q = q.next;  
            }  
            p = p.next;  
        }  
        return null;  
    }  
  
    public LNode_01 method_02() {  
        return getFirstCommonNode_02(head1, head2);  
    }  
  
    /** 
     * 先找到长度差K，然后长的先遍历K步,二者再同步遍历 
     *  
     * @param head1 
     * @param head2 
     * @return 
     */  
    private LNode_01 getFirstCommonNode_02(LNode_01 head1, LNode_01 head2) {  
        int len1 = LinkList_01.getLength(head1);  
        int len2 = LinkList_01.getLength(head2);  
        int delta = Math.abs(len1 - len2);  
  
        LNode_01 first = head1;  
        LNode_01 follow = head2;  
        if (len2 > len1) {  
            first = head2;  
            follow = head1;  
        }  
        first = LinkList_01.toNodeK(first, delta + 1);  
  
        while (follow != null && first != null) {  
            if (follow == first) {  
                return follow;  
            }  
            follow = follow.next;  
            first = first.next;  
        }  
  
        return null;  
    }  
  
    public void init() {  
        head = creatList();  
        head1 = creatList();  
        head2 = creatList();  
        head1 = concatList(head1, head);  
        head2 = concatList(head2, head);  
    }  
  
    private LNode_01 creatList() {  
        System.out.println("Creat new list");  
        LinkList_01 list = new LinkList_01();  
        list.header = null;  
        list.creat();  
        list.show();  
        return list.header;  
    }  
  
    public LNode_01 concatList(LNode_01 head1, LNode_01 head) {  
        LNode_01 p = head1;  
        while (p.next != null) {  
            p = p.next;  
        }  
        p.next = head;  
        return head1;  
    }  
  
    /** 
     * @param args 
     */  
    public static void main(String[] args) {  
        First_CommonNode f = new First_CommonNode();  
        LNode_01 n = f.method_01();  
        if (n == null) {  
            System.out.println("not find");  
        } else {  
            System.out.println("first common elem: " + n.data);  
        }  
  
        n = f.method_02();  
        if (n == null) {  
            System.out.println("not find");  
        } else {  
            System.out.println("first common elem: " + n.data);  
        }  
    }  
  
}