Python 每日一记233>>>Java快慢指针寻找中值及其细节的理解

一、问题概述

对于一个单向链表，要找到中间值的话，我们可以使用节点个数除以2的方式，然后循环N/2次来找到中间节点；
还有一种方式就是使用快慢指针的方式，定义两个指针，快指针速度是慢指针的两倍，这样同样的时间下，快指针的路程就是慢指针的两倍，也就是说，当快指针到最后的节点时，慢指针指向的就是中间节点，注意当节点数是偶数的时候，指向的是中间部分的右边一个节点，当节点数为奇数时候，就是指向的中间节点。

二、代码实现

package mypackage;

//测试
public class MyJava {
    
    //节点类
    private static class Node<T> {
        T data;
        Node next;

        //构造方法
        public Node(T data, Node next) {
            this.data = data;
            this.next = next;
        }
    }
    //    查找中间值的方法,注意要到时候要传入第一个节点
    public static Integer getmid(Node node){
//        定义快慢指针
        Node fast=node;
        Node slow=node;
//        快指针不是null,且下一个节点也不是null的情况下
//        让快指针每次走两步，慢指针每次走一步
//        当快指针到最后的节点时，慢指针指向的就是中间节点
//        注意当节点数是偶数的时候，指向的是中间部分的右边一个节点
//        当节点数为奇数时候，就是指向的中间节点
//        思考1：为什么要(fast!=null)&&(fast.next!=null)两个判断条件
//        思考2：为什么(fast!=null)要在前，(fast.next!=null)要在后
//        思考3：为什么要&&，而不是使用&
        while((fast!=null)&&(fast.next!=null)){
//        while((fast.next!=null)&&(fast!=null)){
//            两个next就是模拟两步
            fast=fast.next.next;
            slow=slow.next;
        }
//        跳出循环表示快指针到最后的节点了
        return (Integer) slow.data;
    }

    public static void main(String[] args) {
//        创建节点，采用这样的方式创建
        Node<Integer> a=new Node<Integer>(1,null);
        Node<Integer> b=new Node<Integer>(2,null);
        Node<Integer> c=new Node<Integer>(3,null);
        Node<Integer> d=new Node<Integer>(4,null);
        Node<Integer> e=new Node<Integer>(5,null);
        Node<Integer> f=new Node<Integer>(6,null);
        Node<Integer> g=new Node<Integer>(7,null);

//        节点指向性
        a.next=b;
        b.next=c;
        c.next=d;
        d.next=e;
        e.next=f;
        f.next=g;
//        调用方法
        Integer mid=getmid(a);
        System.out.println("中间节点的数据为："+mid);
    }
}

结果为4，确实是中间节点：
在这里插入图片描述

三、思考点

思考1：为什么要(fast!=null)&&(fast.next!=null)两个判断条件
思考2：为什么(fast!=null)要在前，(fast.next!=null)要在后
思考3：为什么要&&，而不是使用&

这几个问题要一起解答，在这之前了解一下什么是空指针异常？
什么是空指针异常？

所谓的指针，就是java中的对象的引用。比如String s;这个s就是指针
所谓的空指针，就是指针的内容为空，比如上面的s,如果令它指向null,就是空指针
所谓的空指针异常，就是一个指针是空指针，你还要去操作它，既然它指向的是空对象，它就不能使用这个对象的方法。比如上面的假如为null,你还要用s的方法，比如s.equals(String x);那么就会产生空指针异常。

回到问题，因为fast步长为2，当节点数为奇数的时候，经过一定的次数，fast一定是在最后一个节点，然后经过(fast.next!=null)判断就会跳出循环，此时(fast!=null)确实是多余的；

但是当节点数为偶数的时候，经过一定的次数，fast一定是在最后一个节点的后一个节点，什么意思呢，就是这个时候fast一定是移动到null的，那么此时还可以使用(fast.next!=null)判断吗，好像是可以的，但是并不可以，因为会出现NullPointerException错误，这个错误就是空指针异常，null.next是什么？对null调用任何方法都会造成NullPointerException错误。

那么怎么办呢，只有一个办法，就是让(fast.next!=null)不执行，那么怎么判断循环结束呢，就需要使用(fast!=null)了，因此两个条件都是需要的，并且为了不出现NullPointerException错误，让(fast.next!=null)不执行，得使用&&与符号，这个符号当前一个条件为false时，直接就跳出循环了，不会再执行后一个条件，而单个＆符号则不会有短短路的功能，即使前一个条件已经判断为false后一个条件还是会判断。另外使用&&时，(fast!=null)要在前，(fast.next!=null)要在后，这样当(fast!=null)条件能跳出循环的时候，(fast.next!=null)就不会再执行了，就不会出现NullPointerException了。