链表的快慢指针的使用

1. 环形链表

LeetCode题目

141. 环形链表

题目描述

给定一个链表，判断链表中是否有环。

为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。

示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

解法

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
            if (head == null || head.next == null) {
            return false;
        }
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head.next;
        while (slow!=fast){
            if (fast == null || fast.next == null) {
                return false;
            }
            slow=slow.next;
            fast=fast.next.next;
        }
        return  true;
    }
}

分析思路

假设有 不同速度 的快、慢两个指针遍历链表，慢指针每次移动一步，而快指针每次移动两步。
如果列表中不存在环，最终快指针将会最先到达尾部，此时我们可以返回 false。
如果链表存在环，则两个指针总会相遇，大比分，慢指针刚到尾部，快指针同时达到低尾部，可能此时快指针或许遍历两次链表，或许更多次。
由于题目只要求是否为环形链表即可，如果，快指针每次都加快移动的速度，会不会试得相遇的时间缩短？ 如：fast=fast.next.next;。

1. 链表的中间结点

LeetCode题目

876. 链表的中间结点

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 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。

解法

class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
     ListNode slow = head, fast = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return slow;
    }
}

分析思路

假设有不同速度 的快、慢两个指针遍历链表，慢指针每次移动一步，而快指针每次移动两步。那么当 fast 到达链表的末尾时，slow 必然位于中间。