【数据结构算法篇】链表面试题3—返回链表的中间结点

心已赠人 2023-09-27 11:51 5阅读 0赞

> 专栏：[《数据结构必刷题》][Link 1]  
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题目：链表的中间结点

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题目描述：

> 给定一个头结点为 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。 如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

示例 1：

> 输入：\[1,2,3,4,5\]  
> 输出：此列表中的结点 3 (序列化形式：\[3,4,5\])  
> 返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 \[3,4,5\])。  
> 注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，这样：  
> ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.

示例 2：

> 输入：\[1,2,3,4,5,6\]  
> 输出：此列表中的结点 4 (序列化形式：\[4,5,6\])  
> 由于该列表有两个中间结点，值分别为 3 和 4，我们返回第二个结点。

提示：  
给定链表的结点数介于 1 和 100 之间。

**解题思路**：  
方法不止一种，如果求链表的长度，再遍历长度的一半，这道题也可以解决。但是这就遍历了两遍链表，如果要求**只遍历一遍链表**呢？这就要使用到 快慢指针 \\color\{\#FF0000\}\{快慢指针\} 快慢指针 。

> **快慢指针 所谓快慢指针中的快慢指的是指针向前移动的步长，每次移动的步长较大即为快，步长较小即为慢，常用的快慢指针一般是在单链表中让快指针每次向前移动2，慢指针则每次向前移动1**。

快指针每次向前移动 2 ，慢指针则每次向前移动 1 \\color\{\#FF0000\}\{快指针每次向前移动2，慢指针则每次向前移动1\} 快指针每次向前移动2，慢指针则每次向前移动1 。这句话就是解决问题的关键，快指针的速度是慢指针的两倍，它们两个一起同时遍历链表，当快指针在最后一个结点时，此时慢指针就位于中间结点，返回慢指针即可。  
但此时还有一个问题，就是**结点的数量是奇数还是偶数的问题**  
![在这里插入图片描述][4001817e2cda4f6aadf82cfc61c1583f.png]  
结点是奇数的情况下，当快指针在最后一个结点时，慢指针刚好位于中间结点。但是偶数的情况下要返回中间的第二个结点，那么从上面的可知，快指针在最后一个节点的前面时，依旧要像前面走，那么此时慢指针才能走到我们想要返回结点的那个地方。  
现在思路讲完了，我们现在要用代码去实现。在使用代码实现的过程中，我们要遍历链表，那么**难点就只有一个，就是遍历的条件怎么写？**  
**while(fast!=null && fast.next!=null)就是遍历的条件。中间一定得是&&  
下面给大家解释一下这两个条件以及为什么是&&而不是||**：

> fast!=null && fast.next!=null  
> 因为是&&，因此只要有一个条件不满足就无法进去循环，那么什么情况进不了循环？  
> 要么是fast != null这个条件为假，那就是fast == null 这是结点数偶数时的情况  
> 另外一种是fast.next!=null这个条件为假，那就是fast.next != null 这就是结点数为奇数的情况。

代码：

public ListNode middleNode(ListNode head) {
        
            ListNode slow = head;
            ListNode fast = head;
            while(fast!=null && fast.next!=null){
        
                fast = fast.next.next;
                slow = slow.next;
            }
                return slow;
        }

![在这里插入图片描述][9d6c0ecc04534a4bad7e96bcc866e1d4.png]

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[Link 2]: https://www.nowcoder.com/exam/oj?tab=%E8%AF%AD%E6%B3%95%E7%AF%87&topicId=290
[Link 3]: https://leetcode.cn/
[Link 4]: https://leetcode.cn/problems/middle-of-the-linked-list/description/
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