双指针法及其应用

一、双指针法简介

所谓双指针，指的是在遍历对象的过程中，不是普通的使用单个指针（索引、游标、指针或可迭代对象皆可）进行访问，而是使用两个相同方向或者相反方向的指针进行扫描，从而达到相应的目的。

换言之，双指针法充分使用了数组有序这一特征，从而在某些情况下能够简化一些运算。

二、双指针法的应用

（1）和为sum的两个数

#include <iostream>
#include <vector>
#include <tuple>
using namespace std;

tuple<int, int> twoSum(vector<int> &numbers, const int &target)
{
    //使用双指针法，一个指向数组头，一个指向数组尾，然后向中间收缩
    int i = 0, j = numbers.size() - 1;
    while (i < j)
    {
        int sum = numbers[i] + numbers[j];
        if (sum == target)
            return make_tuple(i + 1, j + 1);
        else if (sum < target)//和比目标值小，则右移较小的元素，否则左移较大的元素
            ++i;
        else
            --j;
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    vector<int> vec = {2, 7, 11, 15};
    int a = 9;
    int f1, f2;
    std::tie(f1, f2) = twoSum(vec, a);
    cout << f1 << " " << f2;
    return 0;
}

（2）判断链表是否有环

#include <iostream>
#include <vector>
#include <tuple>
using namespace std;

typedef struct ListNode
{
    int data;
    ListNode *next;
}*lst;

bool hasCycle(lst root)
{
    if (root == nullptr)
        return false;
    lst l1 = root;//一个指针每次走一步
    lst l2 = root->next;//另一个指针走两步
    while (l1 != nullptr && l2 != nullptr && l2->next != nullptr)
    {
        if (l1 == l2)//如果两个指针相遇则说明链表有环
            return true;
        else 
        {
            l1 = l1->next;
            l2 = l2->next->next;
        }
    }
    return false;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    lst ptr1 = new ListNode;
    lst ptr2 = new ListNode;
    lst ptr3 = new ListNode;
    lst ptr4 = new ListNode;

    ptr1->data = 1;
    ptr1->next = ptr2;

    ptr2->data = 2;
    ptr2->next = ptr3;

    ptr3->data = 3;
    ptr3->next = ptr4;

    ptr4->data = 4;
    ptr4->next = ptr2;//有环

    cout << hasCycle(ptr1);

    system("pause");
    return 0;
}

（3）奇偶排序

给定一个数组，数组中元素有奇数有偶数。要求对数组进行处理，使得数组的左边为奇数，右边为偶数：

void partition(int *arr,int n)
{
    int i = 0;
    int j = n-1;
    while(1)
    {
        while(i<j && arr[i]%2 == 1) i++;//找到左边第一个不为奇数的位置。 
        while(i<j && arr[j]%2 == 0) j--;//找到右边第一个不为偶数的位置。
        if(i<j)//交换两个数的位置，重新遍历。
        {
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
}

（4）求单链表的中间元素

/*
*取单链表的中间元素，如果单链表元素为奇数个，那么去中间的元素，如果是偶数个，取后面的一个元素。
*/
linkList getMidElem(const linkList L)
{
    if(L == NULL)
    {
        return NULL;
    }
    linkList first = L;
    linkList second = L;
    //采用两个指针，初始化都指向链表表头，移动开始时，快指针移动两步，
    //慢指针移动一步。当快指针的next为null或者快指针为null的时候，
    //慢指针所指的就是单链表的中间元素。
    while(first != NULL && first->next != NULL)
    {
         first = first->next->next;
         second = second->next;
    }
    return second;
}

（5）给出n个数，问最多能组成多少个三角形

思路：枚举b（第2边），一个指针指向a，另一个指向c，如果满足a+b>c就是一个三角形，同时得知 b后面的数+c>a一定成立，然后end–。如果b+c

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