1.leetcode-27. 移除元素

（1）题目描述

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。

（2）方法及思路

1.如果右指针指向的元素不等于 val，它一定是输出数组的一个元素，我们就将右指针指向的元素复制到左指针位置，然后将左右指针同时右移；

2.如果右指针指向的元素等于 val，它不能在输出数组里，此时左指针不动，右指针右移一位。

（3）代码实现

class Solution {
public:int removeElement(vector<int>& nums, int val) {int n=nums.size();int left=0,right=0;for(int right=0;right<n;++right){if(nums[right]!=val){nums[left]=nums[right];left++;}}return left;}
};

（4）代码优化
如果左指针 left 指向的元素等于 val，此时将右指针 right 指向的元素复制到左指针 left 的位置，然后右指针 right 左移一位。如果赋值过来的元素恰好也等于 val，可以继续把右指针 right 指向的元素的值赋值过来（左指针 left指向的等于 val的元素的位置继续被覆盖），直到左指针指向的元素的值不等于 val 为止。

当左指针 left 和右指针 right 重合的时候，左右指针遍历完数组中所有的元素。

class Solution {
public:int removeElement(vector<int>& nums, int val) {int left = 0, right = nums.size();while (left < right) {if (nums[left] == val) {nums[left] = nums[right - 1];right--;} else {left++;}}return left;}
};

（特别注意这里的right是n不是n-1，不然会跳出循环条件）

2.leetcode-344. 反转字符串

（1）题目描述
编写一个函数，其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 s 的形式给出。
不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。

（2）思路及方法

1.将 left 指向字符数组首元素，right 指向字符数组尾元素。
2.当 left < right：
交换 s[left] 和 s[right]；
left 指针右移一位，即 left = left + 1；
right 指针左移一位，即 right = right - 1。
3.当 left >= right，反转结束，返回字符数组即可。

（3）代码实现

class Solution {
public:void reverseString(vector<char>& s) {int end=s.size()-1;int prev=0;while(prev<end){swap(s[prev],s[end]);prev++;end--;}}
};

3.leetcode-剑指 Offer 05. 替换空格

（1）题目描述
请实现一个函数，把字符串 s 中的每个空格替换成"%20"。

（2）方法及思路

首先扩充数组到每个空格替换成"%20"之后的大小。

然后从后向前替换空格，也就是双指针法，过程如下：

i指向新长度的末尾，j指向旧长度的末尾。

（3）代码实现

class Solution {
public:string replaceSpace(string s) {int count = 0; // 统计空格的个数int sOldSize = s.size();for (int i = 0; i < s.size(); i++) {if (s[i] == ' ') {count++;}}// 扩充字符串s的大小，也就是每个空格替换成"%20"之后的大小s.resize(s.size() + count * 2);int sNewSize = s.size();// 从后先前将空格替换为"%20"for (int i = sNewSize - 1, j = sOldSize - 1; j < i; i--, j--) {if (s[j] != ' ') {s[i] = s[j];} else {s[i] = '0';s[i - 1] = '2';s[i - 2] = '%';i -= 2;}}return s;}
};

4.leetcode-206. 反转链表

（1）题目描述

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

（2）方法及思路

假设链表为 1→2→3→∅，我们想要把它改成 ∅←1←2←3。
在遍历链表时，将当前节点的 next指针改为指向前一个节点。由于节点没有引用其前一个节点，因此必须事先存储其前一个节点。在更改引用之前，还需要存储后一个节点。最后返回新的头引用。

（3）代码实现

class Solution {
public:ListNode* reverseList(ListNode* head) {struct ListNode* cur=head;struct ListNode* newhead=NULL;while(cur){struct ListNode* next=cur->next;cur->next=newhead;newhead=cur;cur=next;}return newhead;}
};

（4）递归

class Solution {
public:ListNode* reverseList(ListNode* head) {if (!head || !head->next) {return head;}ListNode* newHead = reverseList(head->next);head->next->next = head;head->next = nullptr;return newHead;}
};

5.leetcode-19. 删除链表的倒数第 N 个结点

（1）题目描述
给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

（2）方法及思路
由于我们需要找到倒数第 n 个节点，因此我们可以使用两个指针 first和 second 同时对链表进行遍历，并且 first 比 second 超前 n 个节点。当 first 遍历到链表的末尾时，second 就恰好处于倒数第 n 个节点。

（3）代码实现

class Solution {
public:ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {ListNode* newnode=new ListNode(0,head);ListNode* cur=head;while(n>0){cur=cur->next;n--;}ListNode* prev=newnode;while(cur){prev=prev->next;cur=cur->next;}prev->next=prev->next->next;return newnode->next;}
};

6.leetcode-面试题 02.07. 链表相交

（1）题目描述

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null 。
图示两个链表在节点 c1 开始相交：

（2）方法及思路
1.每步操作需要同时更新指针 pA和 pB。

2.如果指针 pA不为空，则将指针 pA移到下一个节点；如果指针 pB 不为空，则将指针 pB 移到下一个节点。

3.如果指针 pA 为空，则将指针 pA\textit{pA}pA 移到链表 headB的头节点；如果指针 pB为空，则将指针 pB 移到链表 headA的头节点。

4.当指针 pA 和 pB 指向同一个节点或者都为空时，返回它们指向的节点或者 null。

（3）代码实现

class Solution {
public:ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {if (headA == nullptr || headB == nullptr) {return nullptr;}ListNode *pA = headA, *pB = headB;while (pA != pB) {pA = pA == nullptr ? headB : pA->next;pB = pB == nullptr ? headA : pB->next;}return pA;}
};

7.leetcode-142. 环形链表 II

（1）题目描述

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改 链表。

(2)方法及思路
我们使用两个指针，fast 与 slow。它们起始都位于链表的头部。随后，slow 指针每次向后移动一个位置，而 fast 指针向后移动两个位置。如果链表中存在环，则 fast 指针最终将再次与 slow 指针在环中相遇。

如下图所示，设链表中环外部分的长度为 a。slow 指针进入环后，又走了 b 的距离与 fast 相遇。此时，fast 指针已经走完了环的 n圈，因此它走过的总距离为 a+n(b+c)+b=a+(n+1)b+nc。

（3）代码实现

class Solution {
public:ListNode *detectCycle(ListNode *head) {ListNode *slow = head, *fast = head;while (fast != nullptr) {slow = slow->next;if (fast->next == nullptr) {return nullptr;}fast = fast->next->next;if (fast == slow) {ListNode *ptr = head;while (ptr != slow) {ptr = ptr->next;slow = slow->next;}return ptr;}}return nullptr;}
};

8.leetcode-15. 三数之和

（1）题目描述

给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请

你返回所有和为 0 且不重复的三元组。

注意：答案中不可以包含重复的三元组。

（2）方法及思路

拿这个nums数组来举例，首先将数组排序，然后有一层for循环，i从下标0的地方开始，同时定一个下标left 定义在i+1的位置上，定义下标right 在数组结尾的位置上。

依然还是在数组中找到 abc 使得a + b +c =0，我们这里相当于 a = nums[i]，b = nums[left]，c = nums[right]。

接下来如何移动left 和right呢， 如果nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0 就说明 此时三数之和大了，因为数组是排序后了，所以right下标就应该向左移动，这样才能让三数之和小一些。

如果 nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0 说明 此时 三数之和小了，left 就向右移动，才能让三数之和大一些，直到left与right相遇为止。

（3）代码实现

class Solution {
public:vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {int n = nums.size();sort(nums.begin(), nums.end());vector<vector<int>> ans;// 枚举 afor (int first = 0; first < n; ++first) {// 需要和上一次枚举的数不相同if (first > 0 && nums[first] == nums[first - 1]) {continue;}// c 对应的指针初始指向数组的最右端int third = n - 1;int target = -nums[first];// 枚举 bfor (int second = first + 1; second < n; ++second) {// 需要和上一次枚举的数不相同if (second > first + 1 && nums[second] == nums[second - 1]) {continue;}// 需要保证 b 的指针在 c 的指针的左侧while (second < third && nums[second] + nums[third] > target) {--third;}// 如果指针重合，随着 b 后续的增加// 就不会有满足 a+b+c=0 并且 b<c 的 c 了，可以退出循环if (second == third) {break;}if (nums[second] + nums[third] == target) {ans.push_back({nums[first], nums[second], nums[third]});}}}return ans;}
};

（4）代码变形

class Solution {
public:vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {int n = nums.size();sort(nums.begin(), nums.end());vector<vector<int>> ans;for (int first = 0; first < n - 2; ++first) {if (first > 0 && nums[first - 1] == nums[first]) {continue;}int second = first + 1;int third = n - 1;while (second < third) {int sum = nums[first] + nums[second] + nums[third];if (sum == 0) {ans.push_back({nums[first], nums[second], nums[third]});while (second < third && nums[second] == nums[second + 1]) {second++;}while (second < third && nums[third] == nums[third - 1]) {third--;}second++;third--;} else if (sum < 0) {second++;} else {third--;}}}return ans;}
};

9.leetcode-18. 四数之和

（1）题目描述

给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：

0 <= a, b, c, d < n
a、b、c 和 d 互不相同
nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target
你可以按 任意顺序 返回答案 。

（2）方法及思路

四数之和，和15.三数之和 (opens new window)是一个思路，都是使用双指针法, 基本解法就是在15.三数之和 (opens new window)的基础上再套一层for循环。
但是有一些细节需要注意，例如： 不要判断nums[k] > target 就返回了，三数之和 可以通过 nums[i] > 0 就返回了，因为 0 已经是确定的数了，四数之和这道题目 target是任意值。比如：数组是[-4, -3, -2, -1]，target是-10，不能因为-4 > -10而跳过。但是我们依旧可以去做剪枝，逻辑变成nums[i] > target && (nums[i] >=0 || target >= 0)就可以了。

（3）代码实现

class Solution
{
public:vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& num, int target){vector<vector<int>>  newnum;sort(num.begin(), num.end());int n = num.size();for (int first = 0; first < n; ++first){if (first > 0 && num[first] == num[first - 1])continue;for (int second = first + 1; second < n; ++second){if (second > first + 1 && num[second] == num[second - 1])continue;int third = second + 1;int forth = n - 1;long long target_c = (long long)target - num[first] - num[second];while (third < forth){if (target_c == num[third] + num[forth]) {newnum.push_back({ num[first], num[second], num[third], num[forth] });do {third++;} while (third < n && num[third] == num[third - 1]);}else if (target_c > num[third] + num[forth]){third++;}elseforth--;}}}return newnum;}
};

10.leetcode-151. 反转字符串中的单词

（1）题目描述

给你一个字符串 s ，请你反转字符串中 单词 的顺序。

单词 是由非空格字符组成的字符串。s 中使用至少一个空格将字符串中的 单词 分隔开。

返回 单词 顺序颠倒且 单词 之间用单个空格连接的结果字符串。

注意：输入字符串 s中可能会存在前导空格、尾随空格或者单词间的多个空格。返回的结果字符串中，单词间应当仅用单个空格分隔，且不包含任何额外的空格。

（2）方法及思路

逻辑很简单，从前向后遍历，遇到空格了就erase。

如果不仔细琢磨一下erase的时间复杂度，还以为以上的代码是O(n)的时间复杂度呢。

想一下真正的时间复杂度是多少，一个erase本来就是O(n)的操作。

erase操作上面还套了一个for循环，那么以上代码移除冗余空格的代码时间复杂度为O(n^2)。

那么使用双指针法来去移除空格，最后resize（重新设置）一下字符串的大小，就可以做到O(n)的时间复杂度。

（3）代码实现

class Solution {
public:void reverse(string& s, int start, int end){ //翻转，区间写法：左闭右闭 []for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {swap(s[i], s[j]);}}void removeExtraSpaces(string& s) {//去除所有空格并在相邻单词之间添加空格, 快慢指针。int slow = 0;   //整体思想参考https://programmercarl.com/0027.移除元素.htmlfor (int i = 0; i < s.size(); ++i) { //if (s[i] != ' ') { //遇到非空格就处理，即删除所有空格。if (slow != 0) s[slow++] = ' '; //手动控制空格，给单词之间添加空格。slow != 0说明不是第一个单词，需要在单词前添加空格。while (i < s.size() && s[i] != ' ') { //补上该单词，遇到空格说明单词结束。s[slow++] = s[i++];}}}s.resize(slow); //slow的大小即为去除多余空格后的大小。}string reverseWords(string s) {removeExtraSpaces(s); //去除多余空格，保证单词之间之只有一个空格，且字符串首尾没空格。reverse(s, 0, s.size() - 1);int start = 0; //removeExtraSpaces后保证第一个单词的开始下标一定是0。for (int i = 0; i <= s.size(); ++i) {if (i == s.size() || s[i] == ' ') { //到达空格或者串尾，说明一个单词结束。进行翻转。reverse(s, start, i - 1); //翻转，注意是左闭右闭 []的翻转。start = i + 1; //更新下一个单词的开始下标start}}return s;}
};