Leetcode刷题笔记之链表篇876. 链表的中间结点

Posted 2022-02-05 大家好我叫张同学

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前言

为什么要写刷题笔记？
写博客的过程也是对自己刷题过程的梳理和总结，是一种耗时但有效的方法。
当自己分享的博客帮助到他人时，又会给自己带来额外的快乐和幸福。
（刷题的快乐+博客的快乐，简直是奖励翻倍，快乐翻倍有木有QAQ🙈）

题目内容

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。

遍历求长法

要得到中间结点，我们很容易想到的一种方法就是：先遍历一遍链表，求出链表长度，然后再从头开始，走到中间结点去，返回中间结点。

算法图解

函数实现

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
    if(head == NULL || head->next == NULL)
      return head;
    int length = 0;
    struct ListNode* cur = head;
    while(cur)
        length++;
        cur = cur->next;
    
    cur = head;//cur再次返回头节点
    int step = length/2;//步数等于链表长度的一半
    while(step--)
        cur = cur->next;
    
    return cur;

虽然我们成功的写出来代码，也通过了测试。但是上面的代码并不是完美的代码！一份完美的代码应该是“简洁、易读且高效的”。而上面的这个代码并不简洁，存在着冗余的代码。下面我们就来仔细分析一下，提高自己编写代码的能力！

题目的提示中说了结点数介于1-100之间，那么我们就没必要考虑空链表这种情况了（这里仅从刷题的角度出发，符合题目要求即可）。
其次，当链表结点数量为1的时候，我们所写的函数主体部分如下：

    cur = head;
    int step = length/2;//length=1时，step = 0;
    while(step--) //条件为假，不进入循环内部
        cur = cur->next;
    
    return cur;//直接返回头节点

也就是结点为1时，也会返回头节点，不需要额外判断这种场景。
综上所述，那么我们原本代码所写的以下部分，可以完全删除：

    if(head == NULL || head->next == NULL)
      return head;

代码优化

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
    int length = 0;
    struct ListNode* cur = head;
    while(cur)
        length++;
        cur = cur->next;
    
    cur = head;//cur再次返回头节点
    int step = length/2;//步数等于链表长度的一半
    while(step--)
        cur = cur->next;
    
    return cur;

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快慢指针法

跟链表相关的题目经常会涉及到快慢指针的方法，顾名思义，就是用两个指针，一个指针走的快，一个指针走得慢。

比如说这个题目，我们可以用快慢指针的方法来解决，快指针一次走两步，慢指针一次走一步，当快指针结束的时候，慢指针停留的位置就是中间结点的位置。

算法图解

当结点为单数时

结点为双数时

通过画图分析我们可以知道，fast结束的条件是fast为最后一个结点，或者fast为空
此外，还可验证链表为空和仅有一个结点时也符合上述过程。（也就是说这种场景不需要单独进行判断处理）

函数实现

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)
    struct ListNode *fast = head,*slow = head;
    while(fast && fast->next)
        fast = fast->next->next;//快指针一次走两步
        slow = slow->next;//慢指针一次走一步
    
    return slow;//慢指针指向第二个中间结点

注意while循环判断部分写的是循环继续的条件
虽然我们可能思考的是循环终止的条件，但是要转化为循环继续的条件。