题目
给你单链表的头结点head ，请找出并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：head = [1, 2, 3, 4, 5]
输出：3
解释：该链表只有一个中间结点，值为3。
示例 2：
输入：head = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
输出：4
解释：该链表有两个中间结点，值分别为3和4，返回第二个结点。
迭代法
由于链表没有索引，无法随机访问，故我们需要先遍历整个链表来计算链表的长度，然后再次遍历链表直到到达中间位置。使用迭代法求解本题的主要步骤如下。
1、初始化一个变量length为0。
2、使用一个指针current遍历整个链表，每遍历一个节点，length加1。
3、计算中间位置middle，如果是奇数长度，中间位置为：length//2。如果是偶数长度，中间位置为：length // 2 + 1。
4、再次遍历链表，直到到达中间位置，并返回中间节点。
根据上面的算法步骤，我们可以得出下面的示例代码。
class ListNode:
def __init__(self, val=0, next=None):
self.val = val
self.next = next
# 构建链表
def build_linked_list(values):
if not values:
return None
head = ListNode(values[0])
current = head
for value in values[1:]:
current.next = ListNode(value)
current = current.next
return head
def middle_node_of_linked_list_by_iteration(head):
# 计算链表长度
length = 0
current = head
while current:
length += 1
current = current.next
# 计算中间位置
middle = length // 2
# 再次遍历链表直到到达中间位置
current = head
for _ in range(middle):
current = current.next
return current
values = [1, 2, 3, 4, 5]
head = build_linked_list(values)
print(middle_node_of_linked_list_by_iteration(head).val)
values = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
head = build_linked_list(values)
print(middle_node_of_linked_list_by_iteration(head).val)
转换数组法
转换数组法的基本思想是：先将链表转换为数组，然后根据数组的长度来计算中间位置，最后返回中间位置的节点。使用转换数组法求解本题的主要步骤如下。
1、初始化一个空列表nodes。
2、使用一个指针current遍历整个链表，将每个节点添加到nodes列表中。
3、计算中间位置middle，并返回nodes[middle]。
根据上面的算法步骤，我们可以得出下面的示例代码。
def middle_node_of_linked_list_by_array(head):
# 将链表转换为数组
nodes = []
current = head
while current:
nodes.append(current)
current = current.next
# 计算中间位置
middle = len(nodes) // 2
# 返回中间节点
return nodes[middle]
values = [1, 2, 3, 4, 5]
head = build_linked_list(values)
print(middle_node_of_linked_list_by_array(head).val)
values = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
head = build_linked_list(values)
print(middle_node_of_linked_list_by_array(head).val)
快慢指针法
快慢指针法的基本思想是：使用两个指针，一个快指针每次移动两步，一个慢指针每次移动一步；当快指针到达链表尾部时，慢指针刚好指向中间节点。使用快慢指针法求解本题的主要步骤如下。
1、初始化两个指针slow和fast，它们都指向链表的头部。
2、在每次迭代中，slow指针向前移动一步，fast指针向前移动两步。
3、当fast指针到达链表尾部时，slow指针正好指向中间节点。
4、返回slow指针所指向的节点。
根据上面的算法步骤，我们可以得出下面的示例代码。
def middle_node_of_linked_list_by_fast_slow_pointer(head):
slow = head
fast = head
while fast and fast.next:
slow = slow.next
fast = fast.next.next
return slow
values = [1, 2, 3, 4, 5]
head = build_linked_list(values)
print(middle_node_of_linked_list_by_fast_slow_pointer(head).val)
values = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
head = build_linked_list(values)
print(middle_node_of_linked_list_by_fast_slow_pointer(head).val)
总结
迭代法需要遍历链表两次，故时间复杂度为O(n)。其空间复杂度为O(1)，只使用了有限的额外空间。
转换数组法需要遍历链表一次，并将节点添加到数组中，故时间复杂度和空间复杂度均为O(n)。转换数组法可以方便地访问链表中的任意节点，但需要额外的空间来存储所有节点，空间复杂度较高。
快慢指针法需要遍历链表一次，故时间复杂度为O(n)。其空间复杂度为O(1)，只使用了有限的额外空间。快慢指针法是求解此类题最常用且最高效的方法，实现简单直观，仅需遍历链表一次。
