LeetCode-双指针总结

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--双指针--

双指针主要用于遍历数组，两个指针指向不同的元素，从而协同完成任务。

通过双指针可大大优化复杂度，减小因多重循环浪费的时间。

例题一：two-sum-ii-input-array-is-sort

题目描述：在有序数组中找出两个数，使它们的和为 target。

使用双指针，一个指针指向值较小的元素，一个指针指向值较大的元素。指向较小元素的指针从头向尾遍历，指向较大元素的指针从尾向头遍历。

• 如果两个指针指向元素的和 sum == target，那么得到要求的结果；
• 如果 sum > target，移动较大的元素，使 sum 变小一些；
• 如果 sum < target，移动较小的元素，使 sum 变大一些。

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return new int[2];
        }
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int other = target - nums[i];
            if (map.containsKey(other)) {
                return new int[]{map.get(other), i};
            } else {
                map.put(nums[i], i);
            }
        }
        return new int[2];
    }
}

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例题二：3sum

题目描述：给出一个数组，找出数组中任意三个数字的和为0的所有组合情况，返回一个列表。

可利用上一题的思路，现将该数组排序，先指定一个值，另外两个值通过双指针移动，找到解。

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
            if (nums[i] > 0) { //最小值大于0，说明该数组没有负数，不可能有解
                break;
            }
            if (i != 0 && nums[i] == nums[i-1]) {
                continue;
            }
            int tmp = -nums[i];
            int lo = i + 1;
            int hi = nums.length - 1;
            while(lo < hi) {
                if (nums[lo] + nums[hi] < tmp) {
                    lo++;
                    while(hi > lo && nums[lo] == nums[lo - 1]) lo++;
                } else if (nums[lo] + nums[hi] > tmp) {
                    hi--;
                    while(hi > lo && nums[hi] == nums[hi + 1]) hi--;
                } else {
                    res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[lo], nums[hi]));
                    lo++; hi--;
                    while(hi > lo && nums[lo] == nums[lo - 1]) lo++;
                    while(hi > lo && nums[hi] == nums[hi + 1]) hi--;
                }
            }
        }
        return res;
    }
}

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例题三：4sum

题目描述：给出一个数组，找出任意四个数等于target的所有组合解，返回一个列表。

这时候，外部就要通过两重循环指定两个值，然后通过双指针移动，找出解。

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class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> list = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (nums == null || nums.length < 4)
            return list;
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length - 3; i++) {
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            for (int j = i + 1;j < nums.length - 2;j++) {
                if(j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                int low = j + 1, high = nums.length - 1;
                while (low < high) {
                    if(nums[i] + nums[j] + nums[low] + nums[high] == target) {
                        list.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[low], nums[high]));
                        while(low < high && nums[low] == nums[low + 1]) low++;
                        while(low < high && nums[high] == nums[high - 1]) high--;
                        low++;
                        high--;
                    } else if (nums[i] + nums[j] + nums[low] + nums[high] < target) {
                        low++;
                    } else if(nums[i] + nums[j] + nums[low] + nums[high] > target) {
                        high--;
                    }
                }
            }
        }
        return list;
    }
}

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例题四：sum-of-square-numbers

题目描述：给出一个数字，找出是否存在两个数的平方和等于该数字，如果有返回true，否则返回false。

class Solution {
    public boolean judgeSquareSum(int c) {
        if (c < 0) {
            return false;
        }
        int i = 0, j = (int)Math.sqrt(c);
        while (i <= j) {
            int sum = i * i + j * j;
            if (sum == c) {
                return true;
            } else if (sum > c) {
                j--;
            } else if (sum < c) {
                i++;
            }
        }
        return false;
    }
}

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双指针的题型暂时总结到这里，这种思想可以帮我们降低程序的复杂度，减少程序中的循环语句带来的不必要的时间损耗。