算法学习——LeetCode力扣双指针篇
算法学习——LeetCode力扣双指针篇1
27. 移除元素
27. 移除元素 - 力扣（LeetCode）
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。
说明
为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?
请注意，输入数组是以「引用」方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
你可以想象内部操作如下:
// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);
// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
print(nums[i]);
}
示例
示例 1：
输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：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。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。
示例 2：
输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,3,0,4]
解释：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。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
提示
- 0 <= nums.length <= 100
- 0 <= nums[i] <= 50
- 0 <= val <= 100
代码解析
#include 344. 反转字符串
344. 反转字符串 - 力扣（LeetCode）
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。
示例
示例 1：
输入：s = [“h”,“e”,“l”,“l”,“o”]
输出：[“o”,“l”,“l”,“e”,“h”]
示例 2：
输入：s = [“H”,“a”,“n”,“n”,“a”,“h”]
输出：[“h”,“a”,“n”,“n”,“a”,“H”]
提示
- 1 <= s.length <= 105
- s[i] 都是 ASCII 码表中的可打印字符
代码解析
class Solution {
public:
void reverseString(vector<char>& s) {
char temp;
for(int i=0 ;i<s.size()/2;i++)
{
temp = s[i];
s[i] = s[s.size()-1 - i];
s[s.size()-1 - i] = temp;
}
}
};
151. 反转字符串中的单词
151. 反转字符串中的单词 - 力扣（LeetCode）
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。
示例
示例 1：
输入：s = “the sky is blue”
输出：“blue is sky the”
示例 2：
输入：s = " hello world "
输出：“world hello”
解释：反转后的字符串中不能存在前导空格和尾随空格。
示例 3：
输入：s = “a good example”
输出：“example good a”
解释：如果两个单词间有多余的空格，反转后的字符串需要将单词间的空格减少到仅有一个。
提示
- 1 <= s.length <= 104
- s 包含英文大小写字母、数字和空格 ’ ’
- s 中 至少存在一个 单词
进阶
如果字符串在你使用的编程语言中是一种可变数据类型，请尝试使用 O(1) 额外空间复杂度的 原地 解法。
代码解析
双指针
class Solution {
public:
string reverseWords(string s) {
int left=0 ,right=1;
string result , temp;
if(s.size()==1) return s;//针对单一字母
while( left < right && right<s.size() )//找到左指针位置，单词第一个字母处
{
while(s[left]==' ')
{
left++;
right++;
if(right > s.size()) %应对单词后面多个空格没有新单词，类似“abc ”
{
result.erase(result.size()-1,1);
return result;
}
}
while(s[right]!=' '&& s[right]!='\0')//确定右指针位置，在单词最后一个字母后
{
right++;
}
temp = s.substr(left,right-left);//抽取子串
temp +=' ';//添加空格
result.insert(0, temp);//头插字串
left = right;
right= left+1;
}
result.erase(result.size()-1,1);//去除最后一个空格
return result;
}
};
206. 反转链表
206. 反转链表 - 力扣（LeetCode）
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。
示例
示例 1：
输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]
示例 2：
输入：head = [1,2]
输出：[2,1]
示例 3：
输入：head = []
输出：[]
提示
链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
-5000 <= Node.val <= 5000
进阶
链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？
代码解析
双指针法
class Solution {
public:
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
ListNode *cur ;
ListNode* temp1, * temp2 ;
cur = head;
temp1 = nullptr;
while (cur)
{
temp2 = cur->next;
cur->next = temp1;
temp1 = cur;
cur = temp2;
}
return temp1;
}
};
19. 删除链表的倒数第 N 个结点
19. 删除链表的倒数第 N 个结点 - 力扣（LeetCode）
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。
示例
示例 1：
输入：head = [1,2,3,4,5], n = 2
输出：[1,2,3,5]
示例 2：
输入：head = [1], n = 1
输出：[]
示例 3：
输入：head = [1,2], n = 1
输出：[1]
提示
- 链表中结点的数目为 sz
- 1 <= sz <= 30
- 0 <= Node.val <= 100
- 1 <= n <= sz
进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？
代码解析
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
int sum_node = 0;
ListNode *real_head = new ListNode(0,head);
ListNode *tmp = real_head;
while(tmp != nullptr)
{
sum_node++;
tmp = tmp->next;
}
sum_node = sum_node - n -1;
tmp = real_head;
while(sum_node--) tmp = tmp->next;
if( tmp->next != nullptr && tmp->next->next != nullptr)
{
tmp->next = tmp->next->next;
}else tmp->next = nullptr;
return real_head->next;
}
};
面试题 02.07. 链表相交
面试题 02.07. 链表相交 - 力扣（LeetCode）
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：
题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。
注意，函数返回结果后，链表必须 保持其原始结构 。
示例
示例 1：
输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,0,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Intersected at ‘8’
解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,0,1,8,4,5]。
在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。
示例 2：
输入：intersectVal = 2, listA = [0,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at ‘2’
解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [0,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。
示例 3：
输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
这两个链表不相交，因此返回 null 。
提示
- listA 中节点数目为 m
- listB 中节点数目为 n
- 0 <= m, n <= 3 * 104
- 1 <= Node.val <= 105
- 0 <= skipA <= m
- 0 <= skipB <= n
- 如果 listA 和 listB 没有交点，intersectVal 为 0
- 如果 listA 和 listB 有交点，intersectVal == listA[skipA + 1] == listB[skipB + 1]
进阶
你能否设计一个时间复杂度 O(n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？
代码解析
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
int length_A = 0 , length_B = 0 ,diff=0 ;
ListNode *cur_A = headA , *cur_B = headB;
ListNode *dummy_a = new ListNode(0);
ListNode *dummy_b = new ListNode(0);
dummy_a->next = headA;
dummy_b->next = headB;
while(dummy_a->next != NULL)
{
length_A++;
dummy_a = dummy_a->next;
}
while(dummy_b->next != NULL)
{
length_B++;
dummy_b = dummy_b->next;
}
if(length_A >= length_B)
{
for(int i =0;i< length_A-length_B;i++)
{
cur_A = cur_A->next;
}
}else
{
for(int i =0;i< length_B-length_A;i++)
{
cur_B = cur_B->next;
}
}
while(cur_A != cur_B)
{
cur_A = cur_A->next;
cur_B = cur_B->next;
}
return cur_A;
}
};
142. 环形链表 II
142. 环形链表 II - 力扣（LeetCode）
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。
示例
示例 1：
输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
示例 2：
输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
示例 3：
输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。
提示
链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
-105 <= Node.val <= 105
pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引
进阶
你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？
代码解析
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
ListNode *left = head;
ListNode *right = head;
while(right != nullptr && right->next != nullptr)
{
right = right->next->next;
left = left->next;
if(right == left)
{
ListNode *indnx1 = head;
ListNode *indnx2 = right;
while(1)
{
if(indnx1 == indnx2) return indnx1;
indnx1 = indnx1->next;
indnx2 = indnx2->next;
}
}
}
return nullptr;
}
};
15. 三数之和
15. 三数之和 - 力扣（LeetCode）
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。
示例
示例 1：
输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。
示例 2：
输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。
示例 3：
输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。
提示
3 <= nums.length <= 3000
-105 <= nums[i] <= 105
代码解析
class Solution {
public:
vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
vector<vector<int>> result;
sort(nums.begin(), nums.end());
// 找出a + b + c = 0
// a = nums[i], b = nums[left], c = nums[right]
for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
// 排序之后如果第一个元素已经大于零，那么无论如何组合都不可能凑成三元组，直接返回结果就可以了
if (nums[i] > 0) {
return result;
}
// 错误去重a方法，将会漏掉-1,-1,2 这种情况
/*
if (nums[i] == nums[i + 1]) {
continue;
}
*/
// 正确去重a方法
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
int left = i + 1;
int right = nums.size() - 1;
while (right > left) {
// 去重复逻辑如果放在这里，0，0，0 的情况，可能直接导致 right<=left 了，从而漏掉了 0,0,0 这种三元组
/*
while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
*/
if (nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0) right--;
else if (nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0) left++;
else {
result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[left], nums[right]});
// 去重逻辑应该放在找到一个三元组之后，对b 和 c去重
while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
// 找到答案时，双指针同时收缩
right--;
left++;
}
}
}
return result;
}
};
18. 四数之和
18. 四数之和 - 力扣（LeetCode）
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 。
示例
示例 1：
输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0
输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]
示例 2：
输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
输出：[[2,2,2,2]]
提示
- 1 <= nums.length <= 200
- -109 <= nums[i] <= 109
- -109 <= target <= 109
代码解析
class Solution {
public:
vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
vector<vector<int>> result;
sort(nums.begin(), nums.end());
for (int k = 0; k < nums.size(); k++) {
// 剪枝处理
if (nums[k] > target && nums[k] >= 0) {
break; // 这里使用break，统一通过最后的return返回
}
// 对nums[k]去重
if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
continue;
}
for (int i = k + 1; i < nums.size(); i++) {
// 2级剪枝处理
if (nums[k] + nums[i] > target && nums[k] + nums[i] >= 0) {
break;
}
// 对nums[i]去重
if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
int left = i + 1;
int right = nums.size() - 1;
while (right > left) {
// nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target 会溢出
if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target) {
right--;
// nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target 会溢出
} else if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target) {
left++;
} else {
result.push_back(vector<int>{nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]});
// 对nums[left]和nums[right]去重
while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
// 找到答案时，双指针同时收缩
right--;
left++;
}
}
}
}
return result;
}
};