LeetCode-链表的中间结点

注：关于树的LeetCode专题，开启新篇章。

题目描述：

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：

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.

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。

解题思路：

三种解题方式（参考官方题解）：

（1）利用数组。将各个结点遍历并加到列表中，遍历完成得到一个新列表后，计算列表长度，整除取其平均值（//2）作为列表下标，根据该下标获取中间结点。时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)。

（2）利用单指针。由于方法一利用了一个新数组，造成使用内存空间增加，对其进行改进。首先遍历一遍链表，获取该链表的长度。之后再次遍历该链表，当遍历到该链表长度的一半时，返回该结点。此时的节点为链表的中间结点。

（3）利用快慢指针。其原理是利用两个指针-> slow、fast，slow每次走一个结点（n），fast每次走两个结点（2n），当fast走到链表末尾时，刚好slow指向的就是中间结点。但需要考虑fast走到最后是空的情况。

代码：

class ListNode(object):
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class Solution:
    def middleNode(self, head: ListNode) -> ListNode:
        """第一种方法：数组"""
        # l = [head]
        # while l[-1].next:
        #     l.append(l[-1].next)
        # return l[len(l) // 2]
        """第二种方法： 单指针"""
        # num, cur = 0, head
        # while cur:
        #     num += 1
        #     cur = cur.next
        # i, cur = 0, head
        # while cur:
        #     if i == num // 2:
        #         return cur
        #     else:
        #         i += 1
        #         cur = cur.next
        """第三种方法： 快慢指针"""
        slow = fast = head
        while fast and fast.next:
            slow = slow.next
            fast = fast.next.next
        return slow

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