快慢指针
快慢指针通常用于解决两类问题
1.用快慢指针解决链表类问题, 详情见快慢指针解决链表类问题
2.用快慢指针解决数组类问题. 数组中没有真正意义上的指针, 可以通过采用快慢指针解决 [原地修改数组元素] 的问题. 所谓原地修改数组元素, 我们希望不要额外开辟新数组的空间, 直接在原来的数组进行修改
26.删除有序数组中的重复项
给你一个 升序排列 的数组 nums ，请你 原地 删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。由于在某些语言中不能改变数组的长度，所以必须将结果放在数组nums的第一部分。更规范地说，如果在删除重复项之后有 k 个元素，那么 nums 的前 k 个元素应该保存最终结果。将最终结果插入 nums 的前 k 个位置后返回 k 。不要使用额外的空间，你必须在 原地 修改输入数组 并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。判题标准:系统会用下面的代码来测试你的题解, 如果所有断言都通过，那么您的题解将被通过。
// test code
int[] nums = [...]; // 输入数组
int[] expectedNums = [...]; // 长度正确的期望答案
int k = removeDuplicates(nums); // 调用
assert k == expectedNums.length;
for (int i = 0; i < k; i++) {
assert nums[i] == expectedNums[i];
}
示例 1：输入：nums = [1,1,2] 输出：2, nums = [1,2,_]
解释：函数应该返回新的长度 2 ，并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。示例 2：输入：nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4] 输出：5, nums = [0,1,2,3,4]
解释：函数应该返回新的长度 5 ， 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
分析:
1.理解原地删除重复是什么意思, 是把所有的不重复的元素放在数组的开头, 假设不重复的元素个数为n，使得 nums[0..n-1] 为不重复元素. 因为是有序数组, 所以我们需要顺序扫描, 然后实现一种扫描后不停地向左覆盖的效果.
2.如何做到向左边不停覆盖, 需要款慢两个指针互相配合, 用一个指针不断向前扫描并判断是否是新的元素, 另一个指针在后面缓慢移动只负责写入, 前面搜寻猎物, 后面缓慢装袋; 可以想象是一条猎狗在前面跑, 杀死一个猎物之后然后继续向前找新的猎物, 然后猎人只需要一点一点慢慢收割猎狗抓到的已经奄奄一息的猎物.
3.回到这道题, 一开始 fast == slow 指向第一个元素; fast 不断地向右寻找和 slow 不相同的元素, 如果找到了的情况下, slow 先往前移动然后写入新的值
4.最终 slow 最终指向的是最后一个不重复元素的index, 题目要求我们返回的是不重复元素的个数, 二者差了1, 因此返回的是个数 k = slow+1
class Solution {
public:
int removeDuplicates(vector<int>& nums) {
int n = nums.size();
if (n <= 1)
return n;
int slow = 0;
int fast = 0;
while (fast < n) {
if (nums[slow] != nums[fast]) {
++slow;
nums[slow] = nums[fast];
}
++fast;
}
return slow+1;
}
};
83.删除排序链表中的重复元素
给定一个已排序的链表的头 head ， 删除所有重复的元素，使每个元素只出现一次 。返回 已排序的链表 。
示例 1：输入：head = [1,1,2] 输出：[1,2]
示例 2：输入：head = [1,1,2,3,3] 输出：[1,2,3]
分析:
1.就地删除重复元素, 思路和在数组上的原理相同, 维护快慢指针, 快指向右扫描, 慢指针保留元素
class Solution {
public:
ListNode* deleteDuplicates(ListNode* head) {
if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
return head;
}
ListNode* slow = head;
ListNode* fast = head;
while (fast != nullptr) {
if (fast->val != slow->val) {
slow->next = fast;
slow = slow->next;
}
fast = fast->next;
}
slow->next = nullptr;
return head;
}
};
27.移除元素
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 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 = [0,1,4,0,3] 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。
分析:
1.这道题和上面的移除重复元素相比, 移除的是目标元素, fast 往前找和 val 不同的元素, 然后执行写入
2.这道题还可以被优化. 待思考怎么优化
class Solution {
public:
int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
int n = nums.size();
if (n == 0)
return 0;
int slow = 0;
int fast = 0;
while (fast < n) {
if (nums[fast] != val) {
nums[slow] = nums[fast];
++slow;
}
++fast;
}
return slow;
}
};
283.移动零
给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。请注意，必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。
示例 1: 输入: nums = [0,1,0,3,12] 输出: [1,3,12,0,0]
示例 2: 输入: nums = [0] 输出: [0]
分析:
1.把所有的 0 移动到末尾, 等同于把所有的非0元素移动到最前面, 然后将后面的全部置为零; 要求就地复制元素实现, 维护快慢双指针, fast 检索所有非0的元素之后给到 slow
2.fast 检索完之后, 从 slow 开始后面的元素都设置成 0
class Solution {
public:
void moveZeroes(vector<int>& nums) {
int len = nums.size();
if (len <= 1) {
return;
}
int slow = 0;
int fast = 0;
// 快慢指针
// fast 给到 slow 将非 0 元素移动到最前面
while (fast < len) {
if (nums[fast] != 0) {
nums[slow] = nums[fast];
++slow;
}
++fast;
}
// 把 slow 之后的都设置为 0
while (slow < len) {
nums[slow] = 0;
++slow;
}
return;
}
};
344.翻转字符串
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 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”]
分析:
1.左右指针直接替换即可
class Solution {
public:
void reverseString(vector<char>& s) {
int n = s.size();
if (n <= 1)
return;
int left = 0;
int right = n-1;
while (left < right) {
if (s[left] != s[right]) {
char tmp = 'a';
tmp = s[right];
s[right] = s[left];
s[left] = tmp;
}
++left;
--right;
}
return;
}
};
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