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快慢指针技巧汇总

时间:2021-02-26 13:25:46      阅读:0      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:cto   null   shu   als   遇到   ref   lock   ==   索引   

快慢指针技巧汇总

双指针技巧可以分为两类:一类是【快慢指针】、一类是【左右指针】

一、快慢指针

快慢指针一般初始化指向链表头结点head,前进时快指针fast在前,慢指针slow在后,巧妙解决链表中的一些问题。

1、判断链表中是否有环

经典解法就是用两个指针,一个每次前进两步,一个每次前进一步。如果不含有环,跑得快的那个指针最终会遇到 null,说明链表不含环;如果含有环,快指针最终会超慢指针一圈,和慢指针相遇,说明链表含有环。

141. 环形链表

 1 /**
 2  * Definition for singly-linked list.
 3  * struct ListNode {
 4  *     int val;
 5  *     ListNode *next;
 6  *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 7  * };
 8  */
 9 class Solution {
10 public:
11     bool hasCycle(ListNode *head) {
12         ListNode *slow, *fast;
13         slow = head; fast = head;
14         while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
15             fast = fast->next->next;
16             slow = slow->next;
17 ?
18             if (fast ==  slow) return true;
19        }
20        return false;
21     }
22 };

 

2、返回环的起始位置

第一次相遇时,假设慢指针 slow 走了 k 步,那么快指针 fast 一定走了 2k 步,也就是说比 slow 多走了 k 步(也就是环的长度)。设相遇点距环的起点的距离为 m,那么环的起点距头结点 head 的距离为 k - m,也就是说如果从 head 前进 k - m 步就能到达环起点。

巧的是,如果从相遇点继续前进 k - m 步,也恰好到达环起点。

142. 环形链表 II

 1 class Solution {
 2 public:
 3     ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
 4         ListNode *slow, *fast;
 5         bool hascycle = false; //标记链表中是否有环
 6         slow = head; fast = head;
 7         while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
 8             fast = fast->next->next;
 9             slow = slow->next;
10             if (fast == slow) {
11                 hascycle = true;
12                 break;
13             }
14         }
15         if (hascycle) {
16             slow = head;
17             while (slow != fast) {
18                 slow = slow->next;
19                 fast = fast->next;
20             }
21             return slow;
22         } else 
23         return NULL;
24     }
25 };

 

3、寻找链表的中点

快指针一次前进两步,慢指针一次前进一步,当快指针到达链表尽头时,慢指针就处于链表的中间位置。

876. 链表的中间结点

class Solution {
public:
    ListNode* middleNode(ListNode* head) {
        ListNode *slow, *fast;
        slow = head; fast = head;
        while (fast != NULL && fast->next != NULL) {
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
        }
        return slow;
    }
};

4、寻找链表的倒数第 k 个元素

我们的思路还是使用快慢指针,让快指针先走 k 步,然后快慢指针开始同速前进。这样当快指针走到链表末尾 null 时,慢指针所在的位置就是倒数第 k 个链表节点.

剑指 Offer 22. 链表中倒数第k个节点

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* getKthFromEnd(ListNode* head, int k) {
        ListNode *slow, *fast;
        slow = head; fast = head;
        while (k--) {
            fast = fast->next;
        }
        while(fast != NULL) {
            fast = fast->next;
            slow = slow->next;
        }
        return slow;
    }
};

 

 

二、左右指针

左右指针在数组中实际是指两个索引值,一般初始化为 left = 0, right = nums.length - 1 。

1、二分查找(普通二分)

 1 int binarySerarch(vector<int> &nums, int target) {
 2     int left = 0;
 3     int right = nums.size() - 1;
 4     while (left <= right) {
 5         int mid = (left + right) >> 1;
 6         if (nums[mid] == target) {
 7             return mid;
 8         } else if (nums[mid] < target) {
 9             left = mid + 1;
10         } else {
11             right = mid - 1;
12         }
13     }
14     return -1;
15 }

 

2、两数之和

如果数组有序,就应该想到双指针技巧。这道题的解法有点类似二分查找,通过调节 left 和 right 可以调整 sum 的大小:

 1 int twoSum(vector<int> &nums, int target) {
 2     int left = 0;
 3     int right = nums.size() - 1;
 4     while (left < right) {
 5         int num = nums[left] + nums[right];
 6         if (num == target) {
 7             return {left, right};
 8         } else if (num < target) {
 9             left++;
10         } else {
11             right--;
12         }
13     }
14     return {};
15 }

 

3、反转数组

 1 void reverse(int[] nums) {
 2     int left = 0;
 3     int right = nums.length - 1;
 4     while (left < right) {
 5         // swap(nums[left], nums[right])
 6         int temp = nums[left];
 7         nums[left] = nums[right];
 8         nums[right] = temp;
 9         left++; right--;
10     }
11 }

 

4、滑动窗口

也许是双指针技巧的最高境界了,如果掌握了此算法,可以解决一大类子字符串匹配的问题,不过「滑动窗口」算法比上述的这些算法稍微复杂些,将再详细说明。

快慢指针技巧汇总

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原文地址:https://www.cnblogs.com/captand/p/14450110.html

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