【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


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

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