题目描述

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给定一个带有头结点 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:

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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:

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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 1100 之间。

解法 1:快慢指针

找链表的中间结点有一种经典的解法:快慢指针。用一个每次走 2 步的快指针跟每次走 1 步的慢指针指向头结点,然后依次走,如果快指针走到链表的尽头(next 为空),那么慢指针的位置就是链表的中间。这里要注意链表长度为奇数或偶数时稍微不同的处理。

假设链表长度为 $n$,那么

  • 时间复杂度为 $O(n)$,链表需要走一遍;
  • 空间复杂度为 $O(1)$,不需要额外空间。

实现与结果如下:

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# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def middleNode(self, head: ListNode) -> ListNode:
        fast = head
        slow = head
        while fast.next is not None and fast.next.next is not None:
            fast = fast.next.next
            slow = slow.next
        if fast.next is None:  # Odd length
            return slow
        else:  # Even length
            return slow.next
  • 执行用时:32 ms,在所有 Python3 提交中击败了 89.15% 的用户。
  • 内存消耗:13.7 MB,在所有 Python3 提交中击败了 5.88% 的用户。

解法 2:快慢指针(2)

上一种快慢指针的写法比较朴素,因为题目要求如果链表长度为偶数,那么返回中间靠后的结点。能不能想办法避免最后的这个奇偶判断?思路是让快指针在后面只有一个结点的时候也跳,把跳到的空(Python 中的 None)也当成链表的一部分,那么返回的慢指针就刚好符合题目要求。

实现与结果如下:

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# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def middleNode(self, head: ListNode) -> ListNode:
        fast = head
        slow = head
        while fast is not None and fast.next is not None:
            fast = fast.next.next
            slow = slow.next
        return slow
  • 执行用时:40 ms,在所有 Python3 提交中击败了 54.23% 的用户。
  • 内存消耗:13.7 MB,在所有 Python3 提交中击败了 5.88% 的用户。