Leetcode刷题之经典双指针问题

        光是话不行，要紧的是做。                           ——鲁迅

目录

 

一.什么是双指针问题？

二.最接近的三数之和

第一种暴力法：

第二种双指针： 

三.移除元素

第一种暴力法：

第二种双指针： 

四.盛最多水的容器 

一.什么是双指针问题？

双指针，指的是在遍历对象的过程中，不是普通的使用单个指针进行访问，而是使用两个相同（快慢指针）或者相反方向（对撞指针）的指针进行扫描，从而达到相应的目的。

换言之，双指针法充分使用了数组有序这一特征，从而在某些情况下能够简化一些运算。

第一种快慢指针：

快慢指针也是双指针，但是两个指针从同一侧开始遍历数组，将这两个指针分别定义为快指针（fast）和慢指针（slow），两个指针以不同的策略移动，直到两个指针的值相等（或其他特殊条件）为止，如 fast 每次增长两个，slow 每次增长一个。
 

第二种对撞指针：

对撞指针是指在数组中，将指向最左侧的索引定义为左指针(left)，最右侧的定义为右指针(right)，然后从两头向中间进行数组遍历。

对撞数组适用于连续数组和字符串，也就是说当你遇到题目给定连续数组和字符床时，应该第一时间想到用对撞指针解题。

二.最接近的三数之和

给你一个长度为 n 的整数数组 nums 和 一个目标值 target。请你从 nums 中选出三个整数，使它们的和与 target 最接近。

返回这三个数的和。

假定每组输入只存在恰好一个解。

示例 1：

输入：nums = [-1,2,1,-4], target = 1
输出：2
解释：与 target 最接近的和是 2 (-1 + 2 + 1 = 2) 。

示例 2：

输入：nums = [0,0,0], target = 1
输出：0

做题链接：最接近的三数之和

第一种暴力法：

求最接近的三数之和，使用三个循环依次遍历整个数组，枚举出所有的可能，从而推算出最接近的，但是此算法时间复杂度为O(N^3)。力扣上是运行不过的，这里我们只是作为一个参考。 

#include<stdio.h>
#include<math.h>
int threeSumClosest(int* nums, int numsSize, int target)
{int i = 0;int j = 0;int k = 0;int temp = nums[0] + nums[1] + nums[2];for (i = 0; i < numsSize; i++){for (j = i + 1; j < numsSize; j++){for (k = j + 1; k < numsSize; k++){int sum = nums[i] + nums[j] + nums[k];if (abs(sum- target) < abs(temp - target))//abs是绝对值的意思{//如果sum- target的绝对值更小，说明sum更接近target的值temp = sum;}}}}return temp;
}
int main()
{int nums[10] = { 0 };int numsSize = 0;int target = 0;scanf("%d %d", &numsSize, &target);int i = 0;for (i = 0; i < numsSize; i++){scanf("%d", &nums[i]);}int ret = threeSumClosest(nums, numsSize, target);printf("%d", ret);return 0;
}

第二种双指针： 

此算法需要先把数组从小到大进行排序，排好序之后。因为这里是三个数，而双指针操作的是两个数，这里我们就需要先定下一个数，然后左指针指向定的下一个数，右指针指向最右边的数。

int cmp_int(const void* a, const void* b)
{return *(int*)a - *(int*)b;
}
int threeSumClosest(int* nums, int numsSize, int target) {qsort(nums, numsSize, sizeof(int), cmp_int);//使用快排进行排序int best = nums[0] + nums[1] + nums[2];for (int i = 0; i < numsSize; i++){int left = i + 1;int right = numsSize - 1;while (left < right){int min = nums[i] + nums[left] + nums[left + 1];//先来算出最小值，如果target比最小值还小，后面代码就不用进行了，直接breakif (target < min){if (abs(min - target) < abs(best - target)){best = min;}break;}int max = nums[i] + nums[right] + nums[right - 1];//如果target比最大值还大，直接breakif (target > max){if (abs(max - target) < abs(best - target)){best = max;}break;}int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];if (sum == target)//有可能会出现相等的情况，相等了就直接返回{return target;}if (abs(sum - target) < abs(best - target)){best = sum;}if (sum > target){right--;}else{left++;}}}return best;
}

三.移除元素

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：

输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：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。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。

示例 2：

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,4,0,3]
解释：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。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

做题链接：移除元素

第一种暴力法：

遍历数组，如果在数组中找到了val，则把数组后面的内容全部向前移动一位，把val给覆盖掉，依次类推，直到把数组里面等于val的值全部给覆盖掉。

最坏的情况就是数组里面的值全是val，则时间复杂度为O(N^2)。

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val)
{int i = 0;int j = 0;int count = 0;for (i = 0; i < numsSize; i++){if (nums[i] == val){for (j = i; j < numsSize-1; j++){nums[j] = nums[j + 1];}i--;//使下一次判断时，回到上次判断的位置numsSize--;//进入一次if语句，则数组的大小就会减少一个}}return numsSize;
}
int main()
{int nums[10] = { 0 };int numsSize = 0;int val = 0;scanf("%d %d", &numsSize, &val);int i = 0;for (i = 0; i < numsSize; i++){scanf("%d", &nums[i]);}int ret = removeElement(nums, numsSize,val);int j = 0;for (j = 0; j < ret; j++){printf("%d ", nums[j]);}return 0;
}

第二种双指针： 

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val)
{int dst=0;int src=0;while(dst<numsSize){if(nums[dst]!=val){nums[src]=nums[dst];src++;}dst++;}return src;
}

四.盛最多水的容器 

给定一个长度为 n 的整数数组 height 。有 n 条垂线，第 i 条线的两个端点是 (i, 0) 和 (i, height[i]) 。

找出其中的两条线，使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。

返回容器可以储存的最大水量。

说明：你不能倾斜容器。

 

示例1：

输入：[1,8,6,2,5,4,8,3,7]
输出：49 
解释：图中垂直线代表输入数组 [1,8,6,2,5,4,8,3,7]。在此情况下，容器能够容纳水（表示为蓝色部分）的最大值为7*7= 49。

示例 2：

输入：height = [1,1]
输出：1

做题链接：盛最多水的容器

这道题还是使用双指针的方法来求：

int max(int x, int y)
{return x > y ? x : y;
}
int min(int x, int y)
{return x < y ? x : y;
}
int maxArea(int* height, int heightSize)
{int left = 0;int right = heightSize - 1;int maxarea = 0;while (left < right){maxarea = max(maxarea, min(height[left], height[right]) * (right - left));//min是求装水的最大高度，肯定以最低的那条线为准，不然就漏水了//right-left就是底边的长if (height[left] > height[right])//说明height[right]此时是短的那根线，需要right--，往前找其他的线right--;elseleft++;}return maxarea;
}

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