（二）双指针（C++刷题）

三数之和

Leetcode：https://leetcode-cn.com/problems/3sum/

1.问题描述

给定一个包含n个整数的数组nums，判断nums中是否存在三个元素a，b，c，使得a+b+c=0？找出所有和为0且不重复的三元组。

2.输入输出

• 输入：nums=[-1,0,1,2,-1,-4]
• 输出：[[-1,-1,2], [-1,0,1]]

3.算法分析

【排序+双指针】

• 特判，对于数组长度 n，如果数组为null或者数组长度小于3，返回 [][]。
• 对数组进行排序。
• 遍历排序后数组：
  • 若 nums[i]>0：因为已经排序好，所以后面不可能有三个数加和等于0，直接返回结果。
    对于重复元素：跳过，避免出现重复解
  • 令左指针 L=i+1，右指针 R=n-1，当 L<R时，执行循环：
    • 当 nums[i]+nums[L]+nums[R]==0，执行循环，判断左界和右界是否和下一位置重复，去除重复解。并同时将 L,R 移到下一位置，寻找新的解
    • 若和大于 0，说明 nums[R] 太大，R 左移
    • 若和小于 0，说明 nums[L] 太小，L 右移
• 时间复杂度：\(O(n^2)\)
• 空间复杂度：\(O(1)\)

4.编程实现

#include <iostream> 
#include <algorithm>
#include <vector> 
using namespace std; 


class Solution{
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums){
        vector< vector<int> > ans;
        if(nums.size() < 3 || nums.empty()) return ans; // 特判
        int n = nums.size();
    
        sort(nums.begin(), nums.end()); //排序
        for(int i = 0; i < n; i++)  // 枚举最小值
        {
            if(nums[i] > 0) return ans;
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) continue;   // 最小元素去重！
            int l = i+1;
            int r = n-1;
            while(l < r)    // 枚举中间值和最大值
            {
                int x = nums[l] + nums[r] + nums[i];
                if(x == 0){ // 符合条件，存储，并且去重，双端都移到下一个位置
                    ans.push_back({ nums[i], nums[l], nums[r] });
                    while( l < r && nums[l] == nums[l+1]) l++; l++;
                    while( l < r && nums[r] == nums[r-1]) r--; r--;
                }
                else if(x > 0) // 大了就让右边最大值变小
                    r--;
                else        // 小了就让左边中间值变大
                    l++;
            }
        }
        return ans;
    }
};

int main() { 
    int get;
    Solution sol;
    vector<int> nums; 
    
    getchar();
    while (cin >> get) { 
        nums.push_back(get); 
        if (cin.get() == ']') break; 
    } 
    
    cout << sol.threeSum(nums)[0][0] << endl; 
    return 0; 

} 

无重复字符的最长子串

Leetcode：https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/

1.问题描述

给定一个字符串s，找出其中不含有重复字符的最长子串的长度。

2.输入输出

• Input："abcabcbb"
• Output：3

3.算法分析

滑动窗口：核心思想就是从每一个字符开始，找到不包含重复字符的最长子串。每次移动区间的起点或者终点，直到起点的值等于终点的值。

• 时间复杂度：O（n）
• 空间复杂度：O（1）

4.编程实现

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        int start(0), end(0), length(0), result(0);
        int nSize = s.size();
        
        while (end < nSize) {  // 终点
            char tmpChar = s[end];
            for (int index = start; index < end; index++) {
                if (tmpChar == s[index]) {
                    start = index + 1;
                    length = end - start;
                    break;
                }
            }
            end++;
            length++;
            result = max(result, length);
        }
        
        return result;
    }
};

int main() {
    Solution sol;
    string s;
    cin >> s;
    
    cout << sol.lengthOfLongestSubstring(s) << endl;
    return 0;
}

合并两个有序数组

Leetcode：88，https://leetcode-cn.com/problems/merge-sorted-array/

1.问题描述

给定两个有序数组，把两个数组合并为一个，将第二个数组归并到第一个数组上，
不需要开辟额外空间。

2.输入输出

• Input：nums1 = [1,2,3,0,0,0], m = 3, nums2 = [2,5,6], n = 3
• Output：[1, 2, 2, 3, 5, 6]

3.算法分析

两个指针放在数组的末尾，第三个指针定义pos，每次将较大的那个数字复制到第一个数组的后面，然后向前移动一位。

• 时间复杂度：O（m+n）
• 空间复杂度：O（1）

4.编程实现

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

void merge(vector<int>& nums1, int m, vector<int>& nums2, int n){
	int pos = m-- + n-- - 1;
	while(m >= 0 && n >= 0){
		nums1[pos--] = nums1[m] > nums2[n]? nums1[m--]: nums2[n--];
	}
	while(n >= 0){
		nums1[pos--] = nums2[n--];
	}
}
int main(){
	vector<int> nums1;
	nums1.push_back(1);
	nums1.push_back(2);
	nums1.push_back(3);
	nums1.push_back(0);
	nums1.push_back(0);
	nums1.push_back(0);
	
	vector<int> nums2;
	nums2.push_back(2);
	nums2.push_back(5);
	nums2.push_back(6);
	
	int m = 3;
	int n = 3;
	merge(nums1, m, nums2, n);
	cout << nums1[4] << endl;
}