双指针

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使用两个指针分别指向不同位置,通过调整指针的位置来解决问题。

快慢指针法

1.链表的中间节点

链表中间节点题解

方法一:数组

思路和算法

链表的缺点在于不能通过下标访问对应的元素。因此我们可以考虑对链表进行遍历,同时将遍历到的元素依次放入数组 A 中。如果我们遍历到了 N 个元素,那么链表以及数组的长度也为 N,对应的中间节点即为 A[N/2]。

class Solution {
public:
    ListNode* middleNode(ListNode* head) {
        vector<ListNode*> A = {head};
        while (A.back()->next != NULL)
            A.push_back(A.back()->next);
        return A[A.size() / 2];
    }
};

复杂度分析

时间复杂度:O(N),其中 N 是给定链表中的结点数目。

空间复杂度:O(N),即数组 A 用去的空间。

方法二:单指针法

我们可以对方法一进行空间优化,省去数组 A。

我们可以对链表进行两次遍历。第一次遍历时,我们统计链表中的元素个数 N;第二次遍历时,我们遍历到第 N/2 个元素(链表的首节点为第 0 个元素)时,将该元素返回即可。

class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        int n = 0;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            ++n;
            cur = cur.next;
        }
        int k = 0;
        cur = head;
        while (k < n / 2) {
            ++k;
            cur = cur.next;
        }
        return cur;
    }
}

方法三:快慢指针法

思路和算法

我们可以继续优化方法二,用两个指针 slow 与 fast 一起遍历链表。slow 一次走一步,fast 一次走两步。那么当 fast 到达链表的末尾时,slow 必然位于中间。

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

复杂度分析

时间复杂度:O(N),其中 N 是给定链表的结点数目。

空间复杂度:O(1),只需要常数空间存放 slow 和 fast 两个指针。