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    算法——双指针

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    算法——双指针

    2025-02-14 08:29:26 阅读次数:11

    dest,升序,循环,指针,数组,目标值,示例

    双指针经常服务于需要一边遍历数组,一边对数组元素进行改动的题目,有些人也称双指针为快慢指针。

    同时双指针只是一种思想,实际做题时并不一定会真的采用指针。


    移动零

    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]

    本题的思路,并非是着重于将0往后移,实际上是要将非0数按顺序往前移。

    由题意,我们可以将数据分成两大类:0和非0,那么我们的两个指针,一个就去找0,一个就去找非0。

    两个指针均从0下标开始,其中cur找0,dest找非0。cur找到0即停下,dest找到非0即停下。

    这样,dest总会走在cur的前面,两者将数据进行交换,就可以将非0元素前移,0元素后移。直至dest走到数组末尾。

    class Solution {
    public:
        void moveZeroes(vector<int>& nums) {
            int size = nums.size();
            int cur = 0;
            int dest = 0;
            while(dest < size)
            {
                if(nums[cur] == 0 && nums[dest] == 0)
                {
                    dest++;
                }
                else
                {
                    swap(nums[cur++],nums[dest++]);
                }
            }
        }
    };

     快乐数

    「快乐数」 定义为:

    • 对于一个正整数,每一次将该数替换为它每个位置上的数字的平方和。
    • 然后重复这个过程直到这个数变为 1,也可能是 无限循环 但始终变不到 1。
    • 如果这个过程 结果为 1,那么这个数就是快乐数。

    如果 n 是 快乐数 就返回 true ;不是,则返回 false 。

    示例 1:

    输入:n = 19
    输出:true
    解释:
    1^2 + 9^2 = 82
    8^2 + 2^2 = 68
    6^2 + 8^2 = 100
    1^2 + 0^2 + 0^2 = 1
    

    示例 2:

    输入:n = 2
    输出:false
    

    通过实例的分析,这个题目我们不难理解,值得提醒的是,无论这个数起始是多少,变化了多少次,他最终都一定会进入循环,比如示例2,就会在4这个数字进入死循环,这个我们不做讲解,感兴趣的小伙伴可以自己去尝试分析解惑。

    还有一点要注意的是,实际上当数最后变为1时,如果在进行运算,是一直以1在进行循环。

    所以这道题的关键解法就在于,找到循环的数字,并判断是否为1。

     不知道小伙伴们还记不记得,在链表阶段,有一种循环链表的存在:

    算法——双指针

     其中,我们就是通过使用快慢指针的方法,来找到这个循环的入口,也就是本题要找的快乐数。

    让慢指针每次走一步,快指针每次走两步,二者相等之时,即为在入口处相遇。

     

    class Solution {
    int sum(int n)
    {
        int num = 0;
        while(n)
        {
            int x = n % 10;
            num += x * x;
            n /= 10;
        }
        return num;
    }
    public:
        bool isHappy(int n) {
            int slow = n;
            int fast = sum(n);
            while(slow != fast)
            {
                slow = sum(slow);
                fast = sum(sum(fast));
            }
            if(slow == 1)
                return true;
            else
                return false;
        }
    };

    因为要经常进行运算,所以我们直接将其封装为函数方便调用。

    然后我们就让slow从n开始,fast从n运算后的数开始,进行循环判断,循环结束即两者相等,再判断此时值是否为1,即可完成本题的解答。


    查找总价格为目标值的两个商品

    购物车内的商品价格按照升序记录于数组 price。请在购物车中找到两个商品的价格总和刚好是 target。若存在多种情况,返回任一结果即可。

    示例 1:

    输入:price = [3, 9, 12, 15], target = 18
    输出:[3,15] 或者 [15,3]
    

    示例 2:

    输入:price = [8, 21, 27, 34, 52, 66], target = 61
    输出:[27,34] 或者 [34,27]

    这个题可以说是足够简单了,对于暴力解法来说,只需要两层for循环去依次尝试两个商品的和是否等于目标值即可,但是这样的算法复杂度为0(n^2)。

    那么是否可以有更加高效的方法呢?没错,就是双指针。

     题目明确给出,数组里的值已经是升序了(如果不是升序,我们可以利用排序使其变为升序),所以我们可以从两头出发,left指向最小值,right指向最大值,当两者的和大于目标值时,right--去找较小的值,反之让left++去找更大的值,直至两者的和等于目标值,或者不存在两个商品的和等于目标值为止。

    class Solution {
    public:
        vector<int> twoSum(vector<int>& price, int target) {
            int left = 0;
            int right = price.size() - 1;
            int sum = 0;
            vector<int> v;
            while(left < right)
            {
                sum = price[left] + price[right];
                if(sum > target)
                    right--;
                else if(sum < target)
                    left++;
                else
                {
                    v.push_back(price[left]);
                    v.push_back(price[right]);
                    break;
                }
            }
            return v;
        }
    };

    总结

    不难看出,双指针算法最适用的场景即为线性表这样的数据结构类型,通过分析出问题的关键点,然后利用双指针,要么均从头开始,要么均从尾开始,要么一头一尾,逐步去解决问题。

    版权声明:本文内容来自第三方投稿或授权转载,原文地址:https://blog.csdn.net/2303_78442132/article/details/138035729,作者:很楠不爱,版权归原作者所有。本网站转在其作品的目的在于传递更多信息,不拥有版权,亦不承担相应法律责任。如因作品内容、版权等问题需要同本网站联系,请发邮件至ctyunbbs@chinatelecom.cn沟通。

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