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| 1 | +> 又是一波总结 |
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| 3 | +相信大家已经对双指针法很熟悉了,但是双指针法并不隶属于某一种数据结构,我们在讲解数组,链表,字符串都用到了双指针法,所有有必要针对双指针法做一个总结。 |
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| 5 | +# 数组篇 |
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| 7 | +在[数组:就移除个元素很难么?](https://mp.weixin.qq.com/s/wj0T-Xs88_FHJFwayElQlA)中,原地移除数组上的元素,我们说到了数组上的元素,不能真正的删除,只能覆盖。 |
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| 9 | +一些同学可能会写出如下代码(伪代码): |
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| 11 | +``` |
| 12 | +for (int i = 0; i < array.size(); i++) { |
| 13 | + if (array[i] == target) { |
| 14 | + array.erase(i); |
| 15 | + } |
| 16 | +} |
| 17 | +``` |
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| 19 | +这个代码看上去好像是O(n)的时间复杂度,其实是O(n^2)的时间复杂度,因为erase操作也是O(n)的操作。 |
| 20 | + |
| 21 | +所以此时使用双指针法才展现出效率的优势:**通过两个指针在一个for循环下完成两个for循环的工作。** |
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| 23 | +# 字符串篇 |
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| 25 | +在[字符串:这道题目,使用库函数一行代码搞定](https://mp.weixin.qq.com/s/X02S61WCYiCEhaik6VUpFA)中讲解了反转字符串,注意这里强调要原地反转,要不然就失去了题目的意义。 |
| 26 | + |
| 27 | +使用双指针法,**定义两个指针(也可以说是索引下表),一个从字符串前面,一个从字符串后面,两个指针同时向中间移动,并交换元素。**,时间复杂度是O(n)。 |
| 28 | + |
| 29 | +在[替换空格](https://mp.weixin.qq.com/s/t0A9C44zgM-RysAQV3GZpg) 中介绍使用双指针填充字符串的方法,如果想把这道题目做到极致,就不要只用额外的辅助空间了! |
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| 31 | +思路就是**首先扩充数组到每个空格替换成"%20"之后的大小。然后双指针从后向前替换空格。** |
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| 33 | +有同学问了,为什么要从后向前填充,从前向后填充不行么? |
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| 35 | +从前向后填充就是O(n^2)的算法了,因为每次添加元素都要将添加元素之后的所有元素向后移动。 |
| 36 | + |
| 37 | +**其实很多数组(字符串)填充类的问题,都可以先预先给数组扩容带填充后的大小,然后在从后向前进行操作。** |
| 38 | + |
| 39 | +那么在[字符串:花式反转还不够!](https://mp.weixin.qq.com/s/X3qpi2v5RSp08mO-W5Vicw)中,我们使用双指针法,用O(n)的时间复杂度完成字符串删除类的操作,因为题目要产出冗余空格。 |
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| 41 | +**在删除冗余空格的过程中,如果不注意代码效率,很容易写成了O(n^2)的时间复杂度。其实使用双指针法O(n)就可以搞定。** |
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| 43 | +**主要还是大家用erase用的比较随意,一定要注意for循环下用erase的情况,一般可以用双指针写效率更高!** |
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| 45 | +# 链表篇 |
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| 47 | +翻转链表是现场面试,白纸写代码的好题,考察了候选者对链表以及指针的熟悉程度,而且代码也不长,适合在白纸上写。 |
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| 49 | +在[链表:听说过两天反转链表又写不出来了?](https://mp.weixin.qq.com/s/pnvVP-0ZM7epB8y3w_Njwg)中,讲如何使用双指针法来翻转链表,**只需要改变链表的next指针的指向,直接将链表反转 ,而不用重新定义一个新的链表。** |
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| 51 | +思路还是很简单的,代码也不长,但是想在白纸上一次性写出bugfree的代码,并不是容易的事情。 |
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| 53 | +在链表中求环,应该是双指针在链表里最经典的应用,在[链表:环找到了,那入口呢?](https://mp.weixin.qq.com/s/_QVP3IkRZWx9zIpQRgajzA)中讲解了如何通过双指针判断是否有环,而且还要找到环的入口。 |
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| 55 | +**使用快慢指针(双指针法),分别定义 fast 和 slow指针,从头结点出发,fast指针每次移动两个节点,slow指针每次移动一个节点,如果 fast 和 slow指针在途中相遇 ,说明这个链表有环。** |
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| 57 | +那么找到环的入口,其实需要点简单的数学推理,我在文章中把找环的入口清清楚楚的推理的一遍,如果对找环入口不够清楚的同学建议自己看一看[链表:环找到了,那入口呢?](https://mp.weixin.qq.com/s/_QVP3IkRZWx9zIpQRgajzA)。 |
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| 59 | +# N数之和篇 |
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| 61 | +在[哈希表:解决了两数之和,那么能解决三数之和么?](https://mp.weixin.qq.com/s/r5cgZFu0tv4grBAexdcd8A)中,讲到使用哈希法可以解决1.两数之和的问题 |
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| 63 | +其实使用双指针也可以解决1.两数之和的问题,只不过1.两数之和求的是两个元素的下标,没法用双指针,如果改成求具体两个元素的数值就可以了,大家可以尝试用双指针做一个leetcode上两数之和的题目,就可以体会到我说的意思了。 |
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| 65 | +使用了哈希法解决了两数之和,但是哈希法并不使用于三数之和! |
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| 67 | +使用哈希法的过程中要把符合条件的三元组放进vector中,然后在去去重,这样是非常费时的,很容易超时,也是三数之和通过率如此之低的根源所在。 |
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| 69 | +去重的过程不好处理,有很多小细节,如果在面试中很难想到位。 |
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| 71 | +时间复杂度可以做到O(n^2),但还是比较费时的,因为不好做剪枝操作。 |
| 72 | + |
| 73 | +所以这道题目使用双指针法才是最为合适的,用双指针做这道题目才能就能真正体会到,**通过前后两个指针不算向中间逼近,在一个for循环下完成两个for循环的工作。** |
| 74 | + |
| 75 | +只用双指针法时间复杂度为O(n^2),但比哈希法的O(n^2)效率高得多,哈希法在使用两层for循环的时候,能做的剪枝操作很有限。 |
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| 77 | +在[双指针法:一样的道理,能解决四数之和](https://mp.weixin.qq.com/s/nQrcco8AZJV1pAOVjeIU_g)中,讲到了四数之和,其实思路是一样的,**在三数之和的基础上再套一层for循环,依然是使用双指针法。** |
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| 79 | +对于三数之和使用双指针法就是将原本暴力O(n^3)的解法,降为O(n^2)的解法,四数之和的双指针解法就是将原本暴力O(n^4)的解法,降为O(n^3)的解法。 |
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| 81 | +同样的道理,五数之和,n数之和都是在这个基础上累加。 |
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| 84 | +# 总结 |
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| 86 | +本文中一共介绍了leetcode上九道使用双指针解决问题的经典题目,除了链表一些题目一定要使用双指针,其他题目都是使用双指针来提高效率,一般是将O(n^2)的时间复杂度,降为O(n)。 |
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| 88 | +建议大家可以把文中涉及到的题目在好好做一做,琢磨琢磨,基本对双指针法就不在话下了。 |
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