算法-双指针-秋招算法冲刺

秋招冲刺算法

双指针

数组划分，数组分块

常⻅的双指针有两种形式，⼀种是对撞指针，⼀种是左右指针。

快慢指针

• 基本思想：使用两个移动速度不同的指针在数组或链表等序列结构上移动。
• 通常处理结构类型：环形链表或数组。

int slow = 0,fast = 0;
while(fast < length){//相当于right走了一遍，查到分类1的就放到前面。而结束的时候刚好left的下标就是最后一个分类1
    //right指向分类1的情况
    if(arr[right] != 分类2){
        swap(arr[left],arr[right]);
        left++;
    }
    right++;
}

1.移动零

https://leetcode.cn/problems/move-zeroes/

class Solution {
    //分类1 ：>0的数
    //分类2 :==0的数
    public void moveZeroes(int[] nums) {
        int left = 0;
        int right =0;
        while(right<nums.length){//这里的分类1 就是>0的数
            if(nums[right]!=0){//当right指向 >0 的数的时候，进行交换
                swap(nums,left,right);
                left++;
            }
            right++;
        }
    }
    public void swap(int[] nums,int left,int right){
        int temp = nums[left];
        nums[left] = nums[right];
        nums[right]  = temp;
    }
}

2.快排核心代码

public void pointerQuicklySort(int[] arr) {
    pointerQuicklySort(arr, 0, arr.length - 1);
}
private void pointerQuicklySort(int[] arr, int left, int right) {
    if (right<=left) return ;
    int root = pointer(arr, left, right);
    pointerQuicklySort(arr, root + 1, right);
    pointerQuicklySort(arr, left, root - 1);
}
private int pointer(int[] arr, int left, int right) {
    int slow = left + 1;//慢指针
    while(fast<=right){
        if(arr[fast]<arr[left]){
            swap(nums,fast,slow);
        	slow++;
        }
        fast++;
    }
    swap(arr, left, slow - 1);//因为到最后slow在带交换的位置上，这位置上的值是大于arr[left]的
    return slow-1;//注意这里也需要slow-1，因为slow位置是基应处位置的右边
}

3.复写零

https://leetcode.cn/problems/duplicate-zeros/

解法：双指针算法，现根据“异地”操作，再优化成“就地”操作。

class Solution {
    public void duplicateZeros(int[] arr) {
//1.定位 fast和slow位置
//都从-1开始，让最后的结果互相对应，fast刚好为slow位置匹配的最后一个数字
        int fast = -1, slow = -1;
        while (fast < arr.length-1) {
            if (arr[slow+1] == 0) {
                slow++;
                fast += 2;
            } else {
                slow++;
                fast++;
            }
        }
//1.5特殊情况判断
//如果这时候slow==0，那么fast位置就会为 arr.length。对这种情况进行处理
        if(fast==arr.length){
            arr[fast-1]=0;
            slow--;
            fast-=2;
        }
//2.开始复写
        while(slow>=0){
            if(arr[slow]==0){
                arr[fast]=0;
                arr[fast-1]=0;
                fast-=2;
                slow--;
            }else{
                arr[fast]=arr[slow];
                fast--;
                slow--;
            }
        }
    }
}

4.快乐数

https://leetcode.cn/problems/happy-number/

按照这个题目走一定会形成环的：int 能形成的最大的数 也不超过 81*10=810 ，一共就有那么多数，但是这种会一直循环无数次，所以一定会产生环，即便这个环只有一个值。

思考方向：判断链表是否有环，使用快慢指针

class Solution {
    public boolean isHappy(int n) {
        int fast = n;int slow = n;
        fast = math(fast);
        while(fast!=slow){
            fast = math(fast);
            fast = math(fast);
            slow = math(slow);
        }
        if(slow==1){
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }
    //写一个函：它每个位置上的数字的平方和
    public int math(int n){
        int ret = 0;
        while(n>0){
            int a = n%10;
            ret+=a*a;
            n/=10;
        }
        return ret;
    }
}

左右针

• 基本思想：从两端向中间移动。⼀个指针从最左端开始，另⼀个从最右端开始，然后逐渐往中间逼近。

• 通常处理结构类型：⼀般⽤于顺序结构中，也称左右指针。

1.盛最多水的容器

https://leetcode.cn/problems/container-with-most-water/

import java.util.*;
class Solution {
    public int maxArea(int[] arr) {
        int left = 0,right = arr.length-1;
        int max = 0;
        while(right>left){
            max = Math.max(eara(arr,left,right),max);
            if(arr[left]>arr[right]){
                right--;
            }else{
                left++;
            }
        }
        return max;
    }
    public int eara(int arr[],int left,int right){
        int w = right-left;
        int h = arr[right]<arr[left]?arr[right]:arr[left];
        return w*h;
    }
}

2.剑指 Offer 57. 和为s的两个数字

https://leetcode.cn/problems/he-wei-sde-liang-ge-shu-zi-lcof/

3.三数之和

https://leetcode.cn/problems/3sum/

class Solution {
    //大致思路：固定一个数，剩余的进行 左右指针找
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        int left,right;
        List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
        //1.先进行排序
        Arrays.sort(nums);
        //2.固定一个数
        for(int i=0;i<nums.length;i++){
            //当固定的数 为正数的时候，后面的就没必要判断了
            //因为 无论多少个正数想加都还是正数
            if(nums[i]>0){break;}
 
            left = i+1;
            right = nums.length-1;
            while(right>left){
                if(nums[left]+nums[right]+nums[i] == 0){
                    //System.out.println(nums[left]+" "+nums[right]+" "+nums[i]);
                    List<Integer> list = new ArrayList<>();
                    list.add(nums[i]);
                    list.add(nums[left]);
                    list.add(nums[right]);
                    ret.add(list);
                    left++;right--;
                    //找到之后要进行去重
                    //找到之后：重复的都是复合条件的，已经符合的数直接删掉即可
                    //左右去重：[0,0,0,0]
                    while(right>left && nums[right] == nums[right+1]){
                        right--;
                    }
                    while(right>left && nums[left] == nums[left-1]){
                        left++;
                    }
                }else if(nums[left]+nums[right]+nums[i] > 0){
                    right--;
                }else{
                    left++;
                }
            }
            //根去重：[-1,-1,0,1,2]
            while(i<nums.length-1&&nums[i+1] == nums[i]){
                i++;
            }
        }
        return ret;
    }
}

4.四数之和

https://leetcode.cn/problems/4sum/

和三数想加，思路一样，重点还是 细节把控：重复值的删除

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> ret = new LinkedList<>();
        int left,right;
        for(int i=0;i<nums.length-1;i++){
            for(int j=i+1;j<nums.length-1;j++){
                left = j+1;
                right = nums.length-1;
                while(right>left){
                    //注意int 越界的情况 还强制转换成 long
                    if((long)nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right] == (long)target){
                        List<Integer> list = new LinkedList<>();
                        list.add(nums[i]);
                        list.add(nums[j]);
                        list.add(nums[left]);
                        list.add(nums[right]);
                        ret.add(list);
                        while(right>left && nums[left+1]==nums[left]){
                            left++;
                        }
                        while(right>left && nums[right-1]==nums[right]){
                            right--;
                        }
                        left++;
                        right--;
                    }else if(nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right] > target){
                        right--;
                    }else{
                        left++;
                    }
                }
                while(j<nums.length-2 && nums[j+1] == nums[j]){j++;}
            }
            while(i<nums.length-2 && nums[i+1] == nums[i]){i++;}
        }
        return ret;
    }
}