LeetCode刷题：反转链表 与 链表中的中间节点

1.反转链表

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。
示例一：

示例二：

示例三：

进阶：你能否用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题？

1.双指针实现

分析题目可知，我们可以采用双指针来对链表进行反转。
我建议大家可以现在草稿纸上写下指针变化的过程，再开始编写程序，尤其是涉及链表的问题！
具体的步骤如下所示：
定义两个指针： pre和 cur；pre在前 cur在后。
每次均用next指针保存cur.next,然后让 cur.next指向 pre，以实现一次局部反转；
局部反转完成之后，pre和 cur同时往后移动一个位置
循环上述过程，直至 pre到达链表尾部结束！

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        //双指针实现
        ListNode pre=null;
        ListNode cur=head;
        while(cur!=null){
            //将cur的下一节点存储下来
            ListNode next=cur.next;
            cur.next=pre;
            pre=cur;
            cur=next;
        }
        return pre;
    }
}

2.GIF动图展示

按照上述的操作步骤，在结合GIF动图演示，一定可以做到深刻的理解该算法的实现过程以及原理！

3.时间复杂度分析

由于本次算法的实现仍然是遍历一次链表，直到cur指向null结束，因此算法的时间复杂度为$O(n)$,空间复杂度为$O(1)$。该算法在LeetCode中的执行情况如下所示：

2.链表中的中间节点

给定一个头结点为 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。
示例一：
示例二：

1.快慢指针

分析此问题，我们可以采用双指针方法解决该问题。
分别定义一个fast快指针，一次移动两位，定义一个slow慢指针，一次移动一位，那么当fast遍历到链表的末尾时，slow位置所指的节点就是中间节点！
具体代码实现如下所示：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode slow=head;
        ListNode fast=head;
        while(fast!=null && fast.next!=null){
            slow=slow.next;//慢指针移动一位
            fast=fast.next.next;
        }
        return slow;
    }
}

2.GIF动图演示

下面的GIF动图以链表{1，2，3，4，5，6，7，8}为例，采用快慢指针对其进行遍历，求解的具体过程如下所示：

3.时间复杂度分析

这里同样是对链表的一次遍历，时间复杂度为$O(n)$,由于只需要在常数空间存储两个指针即可，因此空间复杂度为$O(1)$;该算法在LeetCode中的执行情况如下所示：