【LeetCode】数组——双指针法

1 双指针法

1.1 介绍

双指针法是一种常用的算法技巧，通常用于处理数组或链表中的问题。它使用两个指针，通常一个从数组的开始位置遍历，另一个从数组的末尾位置开始遍历，根据问题的不同，这两个指针可以同时移动，也可以根据条件移动。

1.2 使用场景

双指针法可以用于多种场景，如：

• 1.数组合并：将两个有序数组合并为一个有序数组。

• 2.链表操作：如判断链表是否有环、寻找链表的中点等。

• 3.数组操作：如寻找数组中的两数之和等于特定值的两个数。

• 4.滑动窗口：用于解决数组或字符串的子串问题。

2 LeetCode相关题解

2.1 27. 移除元素

27.移除元素链接

给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并原地修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

---

示例 1: 给定 nums = [3,2,2,3], val = 3, 函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。 你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

---

示例 2: 给定 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2, 函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。

你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

思路：一个指针（fast）用来寻找不等于val的元素，另一个指针（slow）将这个元素添加到数组中。

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val) {int slow = 0;int fast = 0;for(; fast < numsSize; fast++){if(nums[fast] != val){nums[slow] = nums[fast];slow++;}else continue;}return slow;
}

2.2 26.删除有序数组中的重复项

26.删除有序数组中的重复项链接

给你一个 非严格递增排列 的数组 nums ，请你 原地 删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。然后返回 nums 中唯一元素的个数。

考虑 nums 的唯一元素的数量为 k ，你需要做以下事情确保你的题解可以被通过：

更改数组 nums ，使 nums 的前 k 个元素包含唯一元素，并按照它们最初在 nums 中出现的顺序排列。nums 的其余元素与 nums 的大小不重要。
返回 k 。

---

示例 1：

输入：nums = [1,1,2]
输出：2, nums = [1,2,_]
解释：函数应该返回新的长度 2 ，并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

---

示例 2：

输入：nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4]
输出：5, nums = [0,1,2,3,4]
解释：函数应该返回新的长度 5 ， 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

---

提示：

1 <= nums.length <= 3 * 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 已按 非严格递增 排列

---

思路：一个指针（fast）用来寻找新数组（不包含相同元素的数组）中的元素，另一个指针（slow）用来将该元素添加到新数组中。

int removeDuplicates(int* nums, int numsSize) {int slow = 0;int fast = 0;for(;fast < numsSize; fast++){if(nums[slow] != nums[fast]){slow++;nums[slow] = nums[fast];}}return slow+1;
}

2.3 283.移动零

283.移动零链接

给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。

请注意 ，必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。

---

示例 1:

输入: nums = [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]

---

示例 2:

输入: nums = [0]
输出: [0]

---

思路：先使用双指针法将非零元素前移，再将后面的元素赋值为零。

void moveZeroes(int* nums, int numsSize) {int slow = 0;int fast = 0;for(; fast < numsSize; fast++){if(nums[fast] != 0)nums[slow++] = nums[fast];}for(; slow < numsSize; slow++){nums[slow] = 0;}
}

2.4 844.比较含退格的字符串

844.比较含退格的字符串链接

给定 s 和 t 两个字符串，当它们分别被输入到空白的文本编辑器后，如果两者相等，返回 true 。# 代表退格字符。

注意：如果对空文本输入退格字符，文本继续为空。

---

示例 1：

输入：s = “ab#c”, t = “ad#c”
输出：true
解释：s 和 t 都会变成 “ac”。

---

示例 2：

输入：s = “ab##”, t = “c#d#”
输出：true
解释：s 和 t 都会变成 “”。

---

示例 3：

输入：s = “a#c”, t = “b”
输出：false
解释：s 会变成 “c”，但 t 仍然是 “b”。

---

提示：
1 <= s.length, t.length <= 200
s 和 t 只含有小写字母以及字符 ‘#’

---

思路：分别计算出两个字符串最终输出的字符串，再进行对比。

#include <string.h>
char* build(char* s, int len){int j = 0;char* arr = (char*)malloc((len+1) * sizeof(char));if(arr == NULL) {printf("内存分配失败\n");exit(1);}for(int i=0;i < len; i++){if(s[i] == '#'){if (j > 0) {j--;}}else {arr[j++] = s[i];}}arr[j] = '\0';return arr;
}bool backspaceCompare(char * s, char * t){char* c1 = build(s,strlen(s));char* c2 = build(t,strlen(t));if (strcmp(c1, c2) == 0) {return true;}return false;
}

2.5 977.有序数组的平方

977.有序数组的平方链接

给你一个按 非递减顺序 排序的整数数组 nums，返回 每个数字的平方 组成的新数组，要求也按 非递减顺序 排序。

---

示例 1：

输入：nums = [-4,-1,0,3,10]
输出：[0,1,9,16,100]
解释：平方后，数组变为 [16,1,0,9,100]
排序后，数组变为 [0,1,9,16,100]

---

示例 2：

输入：nums = [-7,-3,2,3,11]
输出：[4,9,9,49,121]

---

提示：

1 <= nums.length <= 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 已按 非递减顺序 排序

---

思路：数组平方的最大值就在数组的两端，不是最左边就是最右边，不可能是中间。利用双指针法，从两边开始向中间遍历，比较两边元素平方的大小，大的放到新数组中。

int* sortedSquares(int* nums, int numsSize, int* returnSize) {*returnSize = numsSize;int* ret = (int*)malloc(sizeof(int) *numsSize);int fast = numsSize - 1;int slow = 0;int i = numsSize - 1;while(slow <= fast){if(nums[slow]*nums[slow] > nums[fast]*nums[fast]){ret[i] = nums[slow]*nums[slow];slow++;i--;}else {ret[i] = nums[fast]*nums[fast];fast--;i--;}}return ret;
}

如果在 while(slow <= fast) 改为 while(slow < fast)，会漏了 slow == fast 的这个元素。

2.6 209.长度最小的子数组

209.长度最小的子数组链接

给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 target 。

找出该数组中满足其总和大于等于 target 的长度最小的 连续
子数组
[numsl, numsl+1, …, numsr-1, numsr] ，并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组，返回 0 。

---

示例 1：

输入：target = 7, nums = [2,3,1,2,4,3]
输出：2
解释：子数组 [4,3] 是该条件下的长度最小的子数组。

---

示例 2：

输入：target = 4, nums = [1,4,4]
输出：1

---

示例 3：

输入：target = 11, nums = [1,1,1,1,1,1,1,1]
输出：0

---

提示：

1 <= target <= 109
1 <= nums.length <= 105
1 <= nums[i] <= 105

---

思路：一个指针用来寻找目标数组的右边界，当目标数组的元素和大于等于目标值时开始移动左边界减小目标数组。（目标数组：元素和大于等于目标值的数组）

int minSubArrayLen(int target, int* nums, int numsSize) {int left = 0;int right = 0;int sum = 0;int lenth = 0;int retlenth = numsSize + 1;for(; right < numsSize; right++){sum += nums[right];while(sum >= target){lenth = right - left + 1;retlenth = retlenth < lenth?retlenth : lenth;sum -= nums[left++];}}if(retlenth == numsSize + 1) return 0;return retlenth;
}

• 关于 retlenth = numsSize + 1 的设定：

  • 排除了将数组全加起来仍然小于target的情况；如[1,1,1,1,1] 15。

  • 同时也能返回将数组全加起来恰好等于target的情况；如[1,2,3,4,5] 15。

• 关于 while(sum >= target) 使用 while 循环而不是 if ：

  • 如果使用的是if，那么后面的代码只执行一次，但你并不能判断将起始位置（left）后移过的 sum 一定比 target 小