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
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。