leetcode刷题之双指针（C++&Java）

Posted 2022-12-08 哈喽喔德

（学习参考书：LeetCode101）

双指针

双指针主要用于遍历数组，两个指针指向不同的元素，从而协同完成任务。也可以延申多个数组的多个指针。

若两个指针指向同一数组，遍历方向相同且不会相交，则称为滑动窗口，常用于区间搜索。

若两个指针指向同一个数组，但是遍历方向相反，则可用于进行搜索，被搜索的数组往往是排好序的。

力扣例题

167.两数之和2-输入有序数组

分析：

因为数组已经排好序，我们可以采用方向相反的双指针来寻找这两个数字，一个初始执行最小的元素，即数组最左边，向右遍历；一个初始执行最大的元素，即数组最右边。当两个指针相加等于目标数，那即为结果；当相加小于目标数，左指针++；当相加大于目标数，右指针++；

题解：

class Solution 
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& numbers, int target) 
        vector<int> result(2);
        int left = 0,right = numbers.size()-1;

        while(left<right)
            if(numbers[left]+numbers[right]==target)
                result[0] = left+1;
                result[1] = right+1;
                break;
            
            else if(numbers[left]+numbers[right]<target)
                ++left;
            
            else if(numbers[left]+numbers[right]>target)
                --right;
            
        
        return result;
    
;

class Solution 
    public int[] twoSum(int[] numbers, int target) 
        int result[] = new int[2];
        int left = 0;
        int right = numbers.length-1;
        
        while(left<right)
            if(numbers[left]+numbers[right]<target)
                ++left;
            
            else if(numbers[left]+numbers[right]>target)
                --right;                
            
            else
                result[0] = left+1;
                result[1] = right+1;
                break;
            
        
        
        return result;
    

633.平方数之和

分析：

与167题类似，同样使两个数位于可能得到答案的最前端和最末端。如果当前两数平方相加小于c，前数++；如果当前两数平方相加大于c，后数- -；

题解：

class Solution 
public:
    bool judgeSquareSum(int c) 
        long left = 0,right = (long)sqrt(c);//后数最大也不会超过c开平方
        while(left<=right)
            if(left*left+right*right==c)
                return true;
            
            else if(left*left+right*right<c)
                ++left;
            
            else if(left*left+right*right>c)
                --right;
            
        
        return false;
    
;

class Solution 
    public boolean judgeSquareSum(int c) 
        long left = 0;
        long right = (long) Math.sqrt(c);

        while(left<=right)
            long sum = left*left+right*right;
            if(sum==c)
                return true;
            
            else if(sum<c)
                ++left;
            
            else if(sum>c)
                --right;
            
        

        return false;
    

680.验证回文字符串2

分析：

在允许最多删除一个字符的情况下，同样可以使用双指针。初始化两个指针分别指向字符串的第一个字符和最后一个字符。同时向中间遍历，当遇到对称字符不相等时，则尝试删除左边或右边一个字符来继续遍历，如果不删除或删除一次后遍历至left==right，则说明可以为回文串；如果遍历任然有对称位置字符不等，则不能为回文串。

题解：

class Solution 
public:
    bool validPalindrome(string s) 
        int result = 1;
        int left = 0,right = s.length()-1;

        while(left<right)
            if(s[left]==s[right])
                left++;
                right--;
            
            else
                return (checkPalindrome(s,left+1,right)|checkPalindrome(s,left,right-1));
            
        

        return true;
    

    bool checkPalindrome(string& s, int left, int right) 
        for (int i = left, j = right; i < j; ++i, --j) 
            if (s[i] != s[j]) 
                return false;
            
        
        return true;
    
;

class Solution 
    public boolean validPalindrome(String s) 
        int left = 0;
        int right = s.length()-1;

        while(left<right)
            if(s.charAt(left)==s.charAt(right))
                ++left;
                --right;
            
            else
                return checkPalindrome(s,left+1,right)||checkPalindrome(s,left,right-1);
            
        

        return true;
    

    public boolean checkPalindrome(String s,int left,int right)
        while(left<right)
            if(s.charAt(left)==s.charAt(right))
                ++left;
                --right;
            
            else
                return false;
            
        
        return true;
    

88.合并两个有序数组

分析：

因为两个数组有序，且nums1有预留空间。所以可以每次将nums1和nums2中最大的数比较，较大的一个放在nums1预留空间的最末尾，然后将nums1有效数字末尾指针和nums2末尾指针和nums1预留空间末尾指针前移一位，循环比较和存放。

当nums1比较完后，还需将nums2中剩余的数放入剩下的空间；当nums2比较完后，因为nums1原本的元素本来有序，所以不用再做其他处理。

题解：

class Solution 
public:
    void merge(vector<int>& nums1, int m, vector<int>& nums2, int n) 
        int last = m+n-1;
        --m;
        --n;
        while(m>=0&&n>=0)
            nums1[last--] = nums1[m]>nums2[n]?nums1[m--]:nums2[n--];
        

        while(n>=0)
            nums1[last--] = nums2[n--];
        
    
;

class Solution 
    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) 
        int last = m+n-1;
        --m;
        --n;

        while(m>=0&&n>=0)
            nums1[last--] = nums1[m]>nums2[n]?nums1[m--]:nums2[n--];
        

        while(n>=0)
            nums1[last--] = nums2[n--];
        
    

142.快慢指针

分析：

对于链表找路问题，有一个通用的解法——快慢指针。即一个fast指针一个slow指针。每次fast前进2步，每次slow前进1步，如果存在环路则他们必定相遇。

相遇时的slow指针走过的路程为slow = a+b;

相遇时的fast指针走过的路程为fast = a+b+c+b;

因此差值运算可知：a = c；

因此将fast指针重新置为head，并每次走一步，则刚好在入环点与slow相遇。

题解：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode 
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) 
 * ;
 */
class Solution 
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) 
        ListNode *fast = head,*slow = head;
        do
            if(!fast||!fast->next)
                return NULL;
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
         while(fast!=slow);

        fast = head;
        while(fast!=slow)
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        

        return fast;
    
;

public class Solution 
    public ListNode detectCycle(ListNode head) 
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        do 
            if (fast==null||fast.next==null)
                return null;
            
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        
        while (fast!=slow);

        fast = head;
        while (fast!=slow)
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        

        return fast;