链表：876. 链表的中间结点

876. 链表的中间结点

876. 链表的中间结点

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 (序列化形式：[3,4,5])
返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 [3,4,5])。
注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，这样：
ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.

示例 2：

输入：[1,2,3,4,5,6]
输出：此列表中的结点 4 (序列化形式：[4,5,6])
由于该列表有两个中间结点，值分别为 3 和 4，我们返回第二个结点。

提示：

• 给定链表的结点数介于 1 和 100 之间。

方法一：数组

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 array 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 array[N/2]。

class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode[] A = new ListNode[100];
        int t = 0;
        while (head != null) {
            A[t++] = head;
            head = head.next;
        }
        return A[t / 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 array 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 array。

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。

    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        int i = 0;
        ListNode curr = head;
        while (curr != null) {
            i++;
            curr = curr.next;
        }

        i = i / 2;
        curr = head;
        while (i > 0) {
            i--;
            curr = curr.next;
        }

        return curr;
    }

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变量和指针。

方法三：快慢指针法

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) {
        // 定义快慢指针
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.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。