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单链表中间结点的寻找问题

问题描述

给定一个带有头结点 head 的非空单链表，要求返回链表的中间结点。如果链表有偶数个结点，则返回第二个中间结点。例如：

• 示例1：输入 [1,2,3,4,5]，输出结点 3，序列化形式为 [3,4,5]。
• 示例2：输入 [1,2,3,4,5,6]，输出结点 4，序列化形式为 [4,5,6]。

解法三：快慢指针技术

思路概述

快慢指针技术是一种高效的链表操作方法，常用于寻找链表的中间节点。具体步骤如下：

详细步骤

slow = headfast = head

while fast != None and fast.next != None:    fast = fast.next.next    slow = slow.next

return slow

优点分析

• 时间复杂度：O(n)，因为只需遍历链表一次。
• 空间复杂度：O(1)，仅使用常数空间。

实际应用示例

• 示例1：链表 [1,2,3,4,5]：

  • 初始：slow 和 fast 都指向 1。
  • 第一次循环：fast 到达 3，slow 到达 2。
  • 第二次循环：fast 到达 5，slow 到达 3。
  • fast 到达末尾，返回 slow 即 3。

• 示例2：链表 [1,2,3,4,5,6]：

  • 初始：slow 和 fast 都指向 1。
  • 第一次循环：fast 到达 4，slow 到达 2。
  • 第二次循环：fast 到达 6，slow 到达 3。
  • 第三次循环：fast 到达末尾，返回 slow 即 4。

总结

使用快慢指针技术是高效且简洁的解决方案，能够在 O(n) 时间和 O(1) 空间复杂度内找到链表的中间结点，适用于各种长度的链表，包括奇数和偶数节点的情况。这种方法不仅代码简洁，而且在实际应用中表现优异。