每天一道算法题（java数据结构与算法)——＞ 链表的中间结点

Posted 2022-01-11 stormzhuo

这是LeetCode上的 [876，链表的中间结点]，难度为 [简单]

题意

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 

示例2

输入：[1,2,3,4,5,6]
输出：此列表中的结点 4 

题解(快慢指针）

思路分析

求链表中间结点需要清楚一下两个问题

当链表为偶数时，按理说是不存在中间结点，但题意要求它只需返回中间链的下一个结点作为中间结点（可以理解为从中间链断开分成两个链表，返回的是下一段链表的头结点），此时中间结点的左半段和右半段的结点并不相同

当链表为奇数时，存在中间结点，此时中间结点的左半段和右半段的结点相同

步骤

1. 定义两个指针（快慢指针），初始为头结点
2. 遍历链表，快指针每次移动2步，慢指针每次移动1步。循环终止条件以快指针为标准（速度快先遍历完）分为以下两种情况
   • 当链表为偶数时，快指针为null，即快指针为尾结点的下一个结点（为null）,循环终止，此时慢指针在中间链的下一个结点(题意需要返回这个结点)
   • 当链表为奇数时，快指针的下一个结点为null，即快指针为尾节点，循环终止，此时慢指针在链表的中间结点

代码实现

public class Solution 
    public ListNode middleNode(ListNode head) 
        // 定义两个结点（快慢指针）,初始为头结点
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        /* 遍历链表，循环终止分为两种情况
        当fast为null时，即fast是尾结点的下一个结点时，循环终止，此时slow为中间链的下一结点
        当fast的下一个结点为null时，即fast是尾结点时，循环终止，此时slow为链表的中间结点*/
        while (fast != null && fast.next != null) 
            // slow每次移动一个结点
            slow = slow.next;
            // fast每次移动两个结点
            fast = fast.next.next;
        
        return slow;
    

结点类

public class ListNode 

    Integer val;
    ListNode next;

    public ListNode() 

    

    public ListNode(Integer val) 
        this.val = val;
    

    public ListNode(Integer val, ListNode next) 
        this.next = next;
    

测试类

public class Test 

    @org.junit.Test
    public void test() 
        ListNode head = new ListNode(1);
        ListNode one = new ListNode(2);
        ListNode two = new ListNode(3);
        ListNode three = new ListNode(4);
        ListNode four = new ListNode(5);
        ListNode five = new ListNode(6);

        head.next = one;
        one.next = two;
        two.next = three;
        three.next = four;
        four.next = five;

        ListNode n = new Solution().middleNode(head);
        System.out.println(n.val);
    

复杂度分析

假设链表长度为n

时间复杂度:需要遍历链表，故时间复杂度为O(n)

空间复杂度:只声明了两个结点slow,fast，为常数，故空间复杂度为O(1)