力扣算法题总结（python）—双指针

双指针-移除元素：

双指针法（快慢指针法）： 通过一个快指针和慢指针在一个for循环下完成两个for循环的工作。 双指针法（快慢指针法）在数组和链表的操作中是非常常见的，很多考察数组、链表、字符串等操作的面试题，都使用双指针法。

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双指针力扣相关题目

27.移除元素
26.删除有序数组中的重复项
283.移动零
844.比较含退格的字符串

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答案与解析：

27.移除元素

题目：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。

解析：

因为不能使用额外空间，所以只能在原数组中进行修改得到输出数组，将要数值为val的元素放一起，将不数值不为val的元素放一起。可以使用双指针：快指针fast指向当前将要处理的元素，慢指针slow 指向下一个将要赋值的位置，并且只有当fast指针指向数值不为val的元素时，才将两个指针所在位置的元素进行替换。具体为：

• 如果fast指针所指元素不为val，则该元素为输出数组中的元素，所以将该元素放在slow指针的位置，即将该元素放入输出数组，并将slow指针移向下一个输出数组的位置。
• 如果fast指针所指元素为val，则该元素不能放在输出数组中，此时slow指针不发生变化，fast指向下一个元素进行判读。

指导处理完最后一个元素，此时已经将全部不为val的元素放入了输出数组，而slow指针所指的位置就是输出数组的长度。

python 代码：

class Solution:
    def removeElement(self, nums: List[int], val: int) -> int:
        #两个指针初始指向最左端
        slow=fast=0
        #当fast指针到达最右端时结束
        while fast<len(nums):
            if nums[fast] != val:
                nums[slow] = nums[fast]
                slow += 1
            fast += 1
        return slow

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26.删除有序数组中的重复项

题目：给你一个升序排列的数组 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 。
由于在某些语言中不能改变数组的长度，所以必须将结果放在数组nums的第一部分。更规范地说，如果在删除重复项之后有 k 个元素，那么 nums 的前 k 个元素应该保存最终结果。
将最终结果插入 nums 的前 k 个位置后返回 k 。
不要使用额外的空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

分析

由于不能使用额外空间，所以只能在元数组中修改，这就意味着可以使用双指针，fast指针负责指向要处理的元素，slow指针负责指向下一个不同元素要填入的下标位置。当数组为空数组时返回零，如果数组不是空数组，那么数组中至少包含一个元素，在删除重复元素之后也至少剩下一个元素，所以将两个指针分别从1位置开始。将fast指针遍历整个数组，如果nums[fast] != nums[fast-1]，说明nums[fast]和之前元素不同，因此把nums[fast]元素方到slow指针位置处，slow指针指向下一位置，同时fast指针继续遍历后面的元素。遍历结束后nums[0]到nums[slow-1]的每个元素都不相同且包含原数组中的每个不同的元素，因此新的长度即为 slow，返回slow 即可。

python 代码

class Solution:
    def removeDuplicates(self, nums: List[int]) -> int:
        #首先判断数组是否为空
        if not nums:
            return 0

        #数组不为空
        fast = slow = 1
        while fast < len(nums):
            if nums[fast] != nums[fast-1]:
                nums[slow] = nums[fast]
                slow += 1
            fast += 1
        return slow

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283.移动零

题目：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。

分析

因为题目要求必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作，所以只能在原数组上进行修改，可以使用双指针处理，fast指针负责遍历整个数组，slow负责指向下一个要放入不为0元素的位置，当fast指针处于非0元素时，将该元素放到slow指针处，并将slow指针处的元素放到faet指针处，slow指针指向下一位置，同时fast指针继续遍历后面的元素。

python 代码

class Solution:
    def moveZeroes(self, nums: List[int]) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        fast=slow=0
        while fast < len(nums):
            if nums[fast] != 0:
                nums[slow],nums[fast] = nums[fast],nums[slow]
                slow += 1
            fast += 1
        return nums

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844.比较含退格的字符串

题目：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。

分析

一个字符是否会被删掉，只取决于该字符后面的退格符，而与该字符前面的退格符无关。因此当我们逆序地遍历字符串，就可以立即确定当前字符是否会被删掉。
具体地，我们定义skip 表示当前待删除的字符的数量。每次我们遍历到一个字符：

• 若该字符为退格符，则我们需要多删除一个普通字符，我们让skip 加1；
• 若该字符为普通字符：
• 若skip 为0，则说明当前字符不需要删去；
• 若 skip 不为0，则说明当前字符需要删去，我们让skip 减1。

这样，我们定义两个指针，分别指向两字符串的末尾。每次我们让两指针逆序地遍历两字符串，直到两字符串能够各自确定一个字符，然后将这两个字符进行比较。重复这一过程直到找到的两个字符不相等，或遍历完字符串为止。

python 代码

class Solution:
    def backspaceCompare(self, s: str, t: str) -> bool:
        #开始两个指针分别指向最后一个元素，从后向前遍历
        i, j = len(s)-1, len(t)-1
        #设置李是两个skip记录当前是否有#
        skipS, skipT= 0, 0

        while i >= 0 or j >= 0:
            #首先看s字符串
            while i >= 0:
                #如果当前i指针处为#则将skip+1
                if s[i] == '#':
                    skipS += 1
                    i -= 1
                #如果当前i指针处不为#，则将此处元素删除，并将skip减1
                elif skipS > 0:
                    skipS -= 1
                    i -= 1
                else:
                    break
            #然后看t字符串
            while j >= 0:
                #如果当前j指针处为#则将skip+1
                if s[j] == '#':
                    skipT += 1
                    j -= 1
                #如果当前j指针处不为#，则将此处元素删除，并将skip减1
                elif skipT > 0:
                    skipT -= 1
                    j -= 1
                else:
                    break

            #如果两个指针都没有遍历完字符串，当两个指针所指元素不相等时，则认为两个字符串不同
            if i >= 0 and j >= 0:
                if s[i] != t[j]:
                    return False
            #如果其中一个字符串遍历完了，而另一个字符串还有元素，则证明两个字符串不同
            elif i >= 0 or j >= 0:
                return False
            i -= 1
            j -= 1
        return True

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977.有序数组的平方

题目：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。

方法1

分析

因为数组是单增的，所以首先可以找到数组中负数与非负数的分界线neg，当数组每个元素平方后，0到neg单增，neg+1到n-1也单增，之后可以使用归并方法进行排序了，具体的，使用两个指针分别指向位置 neg 和 neg+1，每次比较两个指针对应的数，选择较小的那个放入答案并移动指针。当某一指针移至边界时，将另一指针还未遍历到的数依次放入答案。

python 代码

class Solution:
    def sortedSquares(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        neg = -1
        ans=list()
        #找到负数和非负数的分界线
        for i, num in enumerate(nums):
            if num < 0:
                neg = i
            else:
                break

方法2

分析

可以使用两个指针分别指向位置 0 和 n−1，每次比较两个指针对应的数，选择较大的那个逆序放入答案并移动指针。这种方法无需处理某一指针移动至边界的情况。

python 代码

class Solution:
    def sortedSquares(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        n = len(nums)
        i, j, pos = 0, n-1, n-1
        ans=[0]*n
        while i <= j:
            if nums[i]*nums[i] > nums[j]*nums[j]:
                ans[pos] = nums[i]*nums[i]
                i += 1
            else:
                ans[pos] = nums[j]*nums[j]
                j -= 1
            pos -= 1
        return ans