快慢指針（初遇）

1、前提

數據結構書籍尚未看完，暫時只看了一部分的《大話數據結構》，因此對鏈表只是有點了解。

而後在LeetCode每日打卡中遇到這道題————https://leetcode-cn.com/problems/middle-of-the-linked-list(876   鏈表的中間結點)

相信這道題對於大佬甚至小白來講都是很簡單的一道題，可是我不會啊，因此就去看了一下題解，就發現了所謂的快慢指針，因此在此作一下筆記，但願各位不要嘲笑。

2、內容

快慢指針

定義

快慢指針就是定義兩根指針，其位置一快一慢，以此來製造出本身想要的差值。這個差值可讓咱們找到鏈表上相應的節點以及一系列操做

單鏈表的快慢指針

對於單鏈表，每一個結點只有一個存儲下一結點的 next 指針。當咱們在查找某個結點的時候，沒法和數組同樣經過下標快速定位到待查詢的結點，只能從頭結點開始，經過每一個結點的 next 指針，一個個結點的匹配查找。

這就表明了單鏈表循環的一個特色，它在遍歷上沒法後悔，遍歷走過了，就是過了，沒法回頭。除非再用一個數據結構去記錄已經遍歷的結點，那就再也不是一個單純的單鏈表了。因此當咱們遇到一個指針遍歷鏈表不能解決問題的時候，能夠嘗試用兩個指針來遍歷鏈表。這就引起出一種解決方案，就是快慢指針，一個指針沒法完成任務，那就再引入一個指針。它經過兩個指針 fast 和 slow 指針，讓兩個指針保持必定的間隔規律，達到咱們查找的目的。

應用

1. 找出鏈表的中間節點
2. 判斷鏈表是否存在環
3. 刪除鏈表的倒數第n的節點
4. 將有序鏈表轉換爲二叉搜索樹

找出鏈表的中間節點

給定一個帶有頭結點 head 的非空單鏈表，返回鏈表的中間結點。

若是有兩個中間結點，則返回第二個中間結點。

題目描述（此爲連接裏的LeetCode題）

示例 1：

輸入：[1,2,3,4,5]
輸出：此列表中的結點 3 (序列化形式：[3,4,5])
返回的結點值爲 3 。 (測評系統對該結點序列化表述是 [3,4,5])。
注意，咱們返回了一個 ListNode 類型的對象 ans，這樣：
ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.

示例 2：

輸入：[1,2,3,4,5,6]
輸出：此列表中的結點 4 (序列化形式：[4,5,6])
因爲該列表有兩個中間結點，值分別爲 3 和 4，咱們返回第二個結點。

思路：

用快慢兩個指針 slow 與 fast 一塊兒遍歷鏈表。根據兩個指針之間的間隔，來達到咱們的目的，因此使slow 一次走一步，fast 一次走兩步。那麼當 fast 到達鏈表的末尾時，slow 必然位於中間。

代碼：

/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) { val = x; }
* }
*/

    //鏈表的中間結點
    class Solution {//用兩個指針 slow 與 fast 一塊兒遍歷鏈表。slow 一次走一步，fast 一次走兩步。那麼當 fast 到達鏈表的末尾時，slow 必然位於中間。
        public ListNode middleNode(ListNode head) {//快慢指針
            ListNode fast = head;
            ListNode slow = head;
            while(fast != null && fast.next != null){//由於後面是fast = fast.next.next，因此若fast.next爲空，則會產生異常；
                fast = fast.next.next;
                slow = slow.next;
　　//若鏈表爲單數，則最終fast.next=null，結束循環，slow爲中間結點
　　//若鏈表爲雙數，則最終fast=null,結束循環，slow=(len+1)/2的中間結點；
            }
            return slow;
        }
    }

鏈表中倒數第k個節點

此題出自LeetCode——https://leetcode-cn.com/problems/lian-biao-zhong-dao-shu-di-kge-jie-dian-lcof/（面試題2二、鏈表中倒數第K個結點）

輸入一個鏈表，輸出該鏈表中倒數第k個節點。爲了符合大多數人的習慣，本題從1開始計數，即鏈表的尾節點是倒數第1個節點。

例如，一個鏈表有6個節點，從頭節點開始，它們的值依次是一、二、三、四、五、6。這個鏈表的倒數第3個節點是值爲4的節點。

題目描述

示例：

給定一個鏈表: 1->2->3->4->5, 和  k = 2.
返回鏈表 4->5.

思路：

讓快指針先走k步，而後兩個指針同時走到頭時，慢指針就是鏈表倒數第k個結點；

注意點：

這題中咱們須要注意，若是輸入的k大於鏈表的結點數，須要怎樣進行判斷，若是k小於等於0，還有就是須要注意空指針的問題。

代碼：

class Solution {//快慢指針，讓快指針先走k步，而後兩個指針同時走到頭時，慢指針就是鏈表倒數第k個結點；

    public ListNode getKthFromEnd(ListNode head, int k) {

        if(head == null || k==0){

            return null;

        }

        ListNode fast = head;

        ListNode slow = head;

        while(k>0){

            if(fast != null){

                fast = fast.next;

                k--;

            }else{

                return null;

            }

        }

        while(fast != null){

            slow = slow.next;

            fast = fast.next;

        }

        return slow;

    }

}

判斷鏈表中是否有環

給定一個鏈表，判斷鏈表中是否有環。

若是鏈表中有某個節點，能夠經過連續跟蹤 next 指針再次到達，則鏈表中存在環。 爲了表示給定鏈表中的環，咱們使用整數 pos 來表示鏈表尾鏈接到鏈表中的位置（索引從 0 開始）。 若是 pos 是 -1，則在該鏈表中沒有環。注意：pos 不做爲參數進行傳遞，僅僅是爲了標識鏈表的實際狀況。

若是鏈表中存在環，則返回 true 。 不然，返回 false 。

出自：https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle

題目描述

示例 ：

輸入：head = [3,2,0,-4], pos = 1輸出：true解釋：鏈表中有一個環，其尾部鏈接到第二個節點。

代碼：

public class Solution { public boolean hasCycle(ListNode head) { if(head == null || head.next == null){ return false; } ListNode fast = head.next;//fast和slow設置不同的值，是由於下面的循環，如果值同樣，循環在初始狀況下就終止了。
        ListNode slow = head; while(fast != slow){ if(fast == null || fast.next == null){ return false; } fast = fast.next.next; slow = slow.next; } return true; } }

刪除排序數組中的重複項

此爲LeetCode題——https://leetcode-cn.com/problems/remove-duplicates-from-sorted-array/（2六、刪除排序數組中的重複項）

給定一個排序數組，你須要在 原地 刪除重複出現的元素，使得每一個元素只出現一次，返回移除後數組的新長度。

不要使用額外的數組空間，你必須在 原地 修改輸入數組 並在使用 O(1) 額外空間的條件下完成。

題目描述：

示例：

給定數組 nums = [1,1,2],

函數應該返回新的長度 2, 而且原數組 nums 的前兩個元素被修改成 1, 2。

你不須要考慮數組中超出新長度後面的元素。

思路：

能夠放置兩個指針slow和fost，由於是有序數組，因此當fost指針指向的值不等於slow指向的值時，那麼就能夠將此時fost指向的值添加到此時slow指針的位置，而且將slow加一;

代碼：

class Solution {

    public int removeDuplicates(int[] nums) {

        int fost = 0;

        for(int slow=1;slow<nums.length;slow++){

            if(nums[fost] != nums[slow]){

                nums[fost+1]=nums[slow];

                fost++;

            }

        }

        return fost+1;

    }

}