【Java 优选算法】双指针(上)

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目录

移动零

分析

代码

复写零

分析

代码

快乐数

分析

代码

盛最多水的容器

分析

代码

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移动零

题目链接

分析

双指针算法,利用两个指针cur和dest将数组划分为三个区间:

cur从0下标开始遍历,dest从-1开始

两个指针的作用:

• cur:从左到右遍历数组
• dest:已处理的区间内,非零元素的最后一个位置

cur从前往后遍历的过程中:

1. 遇到0元素,cur++
2. 遇到非0元素,交换dest+1和cur对应的元素,dest++,cur++

代码

class Solution {
    public void moveZeroes(int[] nums) {
        for(int cur=0,dest = -1;cur < nums.length; cur++){
                    if(nums[cur] != 0){
                        int tmp=nums[cur];
                        nums[cur]=nums[dest+1];
                        nums[dest+1]=tmp;
                        dest++;
                    }
                }
    }
}

复写零

题目链接

分析

使用双指针算法,定义两个数组下标变量cur和dest,

• cur 来判断元素是否为0
• dest用来复写

因为题目要求的是 就地复写,如果从左往右复写是不行的(复写的0会覆盖掉后面的非0值)

该题要采取从后往前的复写,以下是解题步骤

1. 先找到最后一个要复写的数
   1. 先判断cur位置的值
   2. 决定dest相后移动一步(非0时)或者两步(0时)
   3. 判断一下dest是否已经到结束位置
   4. cur++
2. 再从后往前进行复写

下图演示的是如何 寻找最后一个复写位置,其中n为数组长度

处理一下特殊情况,当通过上述逻辑时可能最后出现下图中的情况:

cur的位置没有问题,但dest的位置越界了

处理办法:

1. 直接将n-1位置修改为0
2. cur--
3. dest -=2

代码

class Solution {
    public void duplicateZeros(int[] arr) {
        int cur=0, dest=-1,n=arr.length;
        //1.找最后一个复写位置
        while(cur<n){
            if(arr[cur]!=0){
                dest++;
            }else{
                dest+=2;
            }
            if(dest>=n-1) break;
            cur++;
        }
        //1.5处理边界情况
        if(dest==n){
            arr[n-1]=0;
            dest-=2;
            cur--;
        }
        //2.从后往前开始复写
        while(cur>=0){
            if(arr[cur]!=0){
                arr[dest--]=arr[cur--];
            }else{
                arr[dest--]=0;
                arr[dest--]=0;
                cur--;
            }
        }
    }
}

快乐数

题目链接

分析

分析题目得出 计算每位数的和相加一共有两种情况:

1. 最后结果为1 成环
2. 最后结果不为1 成环

这就和 判断链表是否有环的题 解法类似, 采用快慢指针法

1. 定义快慢'指针'(这里的'指针' 代表 是计算的值)
2. 慢指针每次向后'移动'一步,快指针每次向后移动两步(这里的'移动几步' 代表 计算n的每位数的和 的次数)
3. 判断相遇时的值

代码

class Solution {
    //计算每位数的和
    public int bitSum(int n){
        int sum=0;
        while(n!=0){
            int m=n%10;
            sum+=m*m;
            n /=10;
        }
        return sum;
    }

    public boolean isHappy(int n) {
        int slow=n,fast=bitSum(n);
        while(slow!=fast){
            slow=bitSum(slow);
            fast=bitSum(bitSum(fast));
        }
        if(slow==1){
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }
}

盛最多水的容器

题目链接

分析

容水量=两边高度的最小值 * 宽度

解法1:暴力枚举,将所有可能的值 都列举出来,求最大值--->结果会超时,时间复杂度为O(n^2)

解法2:利用单调性,使用双指针来解决--->时间复杂度为O(n)

步骤:

1. 定义两个指针 left和right,left从左到右,right从右到左遍历数组
2. left和right对于元素小的移动一位(left小,left++;right小,right--),当left和right相遇,循环结束
3. 记录每次计算的容水量 v1,v2,v3...
4. 对容水量取最大值

代码

class Solution {
    public int maxArea(int[] height) {
        int ret=0,left=0,right=height.length-1;
        while(left<right){
            int v=Math.min(height[right],height[left])*(right-left);
            ret=Math.max(ret,v);
            if(height[left]<height[right]) left++;
            else right--;
        }
        return ret;
    }
}