算法专题:双指针

目录

题目1:移动零

题目2:复写零

题目3:快乐数

题目4:最多水的容器

题目5:有效三角形的个数

题目6:两数之和为s


题目1:移动零


给定一个数组nums,编写一个函数将所有的0移动到数组的末尾同时保持非0元素的相对顺序。(就地实现)
示例 
散乱数组:nums{0,1,0,3,12 }==》nums{1,3,12,0,0}

算法原理:利用双指针(数组下标充当指钱)来实现数组划分

如果cur处为非0,交换dest+1和cur处的值同时两个下标向右走,开始处理dest=-1;cur=0;

实现代码:

void moveZeroes(vector<int>& nums)
{for (int cur = 0, dest = -1; cur < nums.size(); cur++){if (nums[cur]){swap(nums[++dest], nums[cur]);}}
}


题目2:复写零


给定一个长度固定的整数数组arr,将该数组中出现的每个0都复写一遍,将其余元素向右平移,不开辟新空间,就地复写
示例:
{1,0,2,3,0,4,5,0}==》{1,0,0,2,3,0,0,4}

算法原理:
1.先找到最后一个复写的数
从左往右遍历cur指向第0个元素.
dest指向一1,若arr[cur]不为0,dest和cur都向后走一步若:arr[cur]为0,则dest何右走两走两步,cur向右走一步。


2.调整边界
3.从右往左完成复写

实现代码:

void doubleZeroes(vector<int>& arr)
{//1.先找到最后一个复写的数int cur = 0, dest = -1, n = arr.size();while (cur < n){if (arr[cur])dest++;else dest += 2;if (dest >= n - 1)break;cur++;}//2.处理边界if (dest == n){arr[n - 1] = 0;cur--; dest--;}//3.从右往右完成复写while (cur >= 0){if (arr[cur])arr[dest--] = arr[cur--];else{arr[dest--] = 0;arr[dest--] = 0;cur--;}}
}//3.快乐数

题目3:快乐数


编写一个算法来判断一个数是不是快乐数。
快乐数定义为:
1.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给达不到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。
1、题目解析
示例:n=19                     n=2
9²+9²=82                       2²=4
8²+2²=68                       4²=16
6²+8²=100                     1²+6²=37    
1²+0²+0²=1                    3²+7²=58......89->145->42->20...2²+0²=2

19就是快乐数 ,2不是快乐数。

解法:快慢指针

定义:

1.定义快慢指针
2.慢指针每一次向后移动一步
3.快指针每一次向后移动两步
根据鸽巢原理快慢指针最终会相遇
4.判断相遇的值即可

代码实现:

int bitSum(int n)//返回n这个数每一位上的平方和
{int sum = 0;while (n){int t = n % 10;sum += t * t;n /= 10;}return sum;
}
bool isHappy(int n)
{int slow = n, fast = bitSum(n);while (slow != fast){slow = bitSum(slow);fast = bitSum(fast);}return fast == 1;
}


题目4:最多水的容器


给定一个长度为n的整数数组height,有n条垂线,第i条钱的两个端点是(i,0)和(i,height[i])。找出其中两条线,使得它们与X轴共同构成的容器可以容纳最多的水,返回容器可以储存的最大水量。

算法思想: 

代码实现:

int maxArea(vector<int>& height)
{int left = 0, right = height.size() - 1, ret = 0;while (left < right){int v = min(height[right], height[left]) * (right - left);ret = max(ret, v);if (height[right] > height[left])left++;else right--;}return ret;}

题目5:有效三角形的个数


给定一个包含非负整数的数组nums,返回其中可以组成三角形三条边的三元组个数。
示例:如nums={2,2,3,4}
输出3。
解法—:暴力校举 
解法二:利用单调性使用双指针算法。
1.对数组排序
2.当对数组进行排序后,我们选定最右边的元素作为第三边,此时,只需在其的左区间找到两个元素之和大于它两组成三角形(最小两边之和大于最大的一边)
以{2,2,3,4,5,8,9,10}为例

nums[left]为左区间的最小值,而nums[right]为左区间的最大值,若此时nums[left]与nums[right]之和小于10,则此时在数组 nums中nums[left]无法与10组成三角形;若此时nums[left]与nums[right]之和大于10,则nums[right]与其左区间内的任一元素,都可以和10构成三角形。

实现思想:

实现代码:

int triangNumber(vector<int>& nums)
{//1.优化sort(nums.begin(), nums.end());//2.利用双指针结合单调性快速统计int ret = 0, n = nums.size();for (int i = n - 1; i >= 2; i--){int left = 0, right = i - 1;while (left < right){if (nums[left] + nums[right] > nums[i]){ret = ret + (right - left);right--;}else{left++;}}}return ret;
}

题目6:两数之和为s

输入一个递增的排序数组和一个数字S,在数组中查找两个数使得它们的和正好是S,如果有多对的数字和为S,则输出任意一对即可。

解法:利用数组递增,使用双推针解决问题

1.sum>s;right--;
 2.sum<s;left++ ;
3.sum==t;return{nums[right],retunrn[left]};

代码实现:

vector<int> towSum(vector<int>& nums, int s)
{//1, 0, 2, 3, 0, 4, 5, 0int left = 0, right = nums.size()-1;while (left < right){int sum = nums[left] + nums[right];if (sum > s)right--;else if (sum < s)left++;else return { nums[left],nums[right] };}return { -1,-1 };
}

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