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LeetCode 专题 :双指针

LeetCode 专题 :双指针

作者: 李威威 | 来源:发表于2019-05-26 05:30 被阅读0次

    LeetCode 第 167 题:两数之和 II - 输入有序数组

    传送门:167. 两数之和 II - 输入有序数组

    给定一个已按照升序排列 的有序数组,找到两个数使得它们相加之和等于目标数。

    函数应该返回这两个下标值 index1 和 index2,其中 index1 必须小于 index2

    说明:

    • 返回的下标值(index1 和 index2)不是从零开始的。
    • 你可以假设每个输入只对应唯一的答案,而且你不可以重复使用相同的元素。

    示例:

    输入: numbers = [2, 7, 11, 15], target = 9
    输出: [1,2]
    解释: 2 与 7 之和等于目标数 9 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。
    

    分析:看到有序,第 1 想到“二分查找”,但是我们这题,用“指针对撞”更合适。当然用哈希表也是可以的,不过哈希表的方法没有用到数组的有序性。

    Python 代码:

    class Solution:
        def twoSum(self, numbers, target):
            """
            :type numbers: List[int]
            :type target: int
            :rtype: List[int]
            """
            # 有序数组,index1 必须小于 index2,用指针对撞是最合适的
    
            size = len(numbers)
            if size < 2:
                return []
            l = 0
            r = size - 1
            while l < r:
                if numbers[l] + numbers[r] == target:
                    return [l + 1, r + 1]
                elif numbers[l] + numbers[r] < target:
                    l += 1
                else:
                    r -= 1
            return []
    

    Java 代码:

    class Solution {
        public int[] twoSum(int[] numbers, int target) {
            int len = numbers.length;
            int l = 0;
            int r = len - 1;
            while (l < r) {
                int sum = numbers[l] + numbers[r];
    
                if (sum > target) {
                    r--;
                } else if (sum < target) {
                    l++;
                } else {
                    int[] res = new int[2];
                    res[0] = l + 1;
                    res[1] = r + 1;
                    return res;
                }
            }
            throw  new IllegalArgumentException("输入数据有误");
        }
    }
    

    Leetcode 第 125 题:验证回文串

    传送门:英文网址:125. Valid Palindrome ,中文网址:125. 验证回文串

    给定一个字符串,验证它是否是回文串,只考虑字母和数字字符,可以忽略字母的大小写。

    说明:本题中,我们将空字符串定义为有效的回文串。

    示例 1:

    输入: "A man, a plan, a canal: Panama"
    输出: true
    

    示例 2:

    输入: "race a car"
    输出: false
    

    Python 代码:注意一写编码的细节

    class Solution(object):
        def isPalindrome(self, s):
            """
            :type s: str
            :rtype: bool
            """
            left = 0
            right = len(s) - 1
            while left < right:
                if not s[left].isalnum():
                    left += 1
                    continue
                if not s[right].isalnum():
                    right -= 1
                    continue
    
                if s[left].lower() != s[right].lower():
                    return False
    
                left += 1
                right -= 1
            return True
    

    Leetcode 第 344 题:反转字符串

    传送门:英文网址:344. Reverse String ,中文网址:344. 反转字符串

    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 char[] 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。

    你可以假设数组中的所有字符都是 ASCII 码表中的可打印字符。

    示例 1:

    输入:["h","e","l","l","o"]
    输出:["o","l","l","e","h"]
    

    示例 2:

    输入:["H","a","n","n","a","h"]
    输出:["h","a","n","n","a","H"]
    

    Python 代码:

    class Solution(object):
    
        def reverseString(self, s):
            """
            :type s: str
            :rtype: str
            """
            if len(s) < 2:
                return s
    
            left = 0
            right = len(s) - 1
            l = list(s)
            # 重合在一个就没有交换的必要了,因此是 left < right
            while left < right:
                l[left], l[right] = l[right], l[left]
                left += 1
                right -= 1
            return ''.join(l)
    
    

    Leetcode 第 345 题:反转字符串中的元音字母

    传送门:英文网址:345. Reverse Vowels of a String ,中文网址:345. 反转字符串中的元音字母

    编写一个函数,以字符串作为输入,反转该字符串中的元音字母。

    示例 1:

    输入: "hello"
    输出: "holle"
    

    示例 2:

    输入: "leetcode"
    输出: "leotcede"
    

    说明:
    元音字母不包含字母"y"。

    Python 代码:

    class Solution(object):
        def reverseVowels(self, s):
            """
            :type s: str
            :rtype: str
            """
            vowels = set(['a', 'e', 'i', 'o', 'u', 'A', 'E', 'I', 'O', 'U'])
            s = list(s)
            left = 0
            right = len(s) - 1
            while left < right:
                if s[left] not in vowels:
                    left += 1
                elif s[right] not in vowels:
                    right -= 1
                else:
                    s[left], s[right] = s[right], s[left]
                    left += 1
                    right -= 1
            return ''.join(s)
    

    Leetcode 第 11 题:盛最多水的容器

    传送门:英文网址:11. Container With Most Water ,中文网址:11. 盛最多水的容器

    给定 n 个非负整数 a1,a2,...,an,每个数代表坐标中的一个点 (i, ai) 。在坐标内画 n 条垂直线,垂直线 i 的两个端点分别为 (i, ai) 和 (i, 0)。找出其中的两条线,使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。

    说明:你不能倾斜容器,且 n 的值至少为 2。

    image

    图中垂直线代表输入数组 [1,8,6,2,5,4,8,3,7]。在此情况下,容器能够容纳水(表示为蓝色部分)的最大值为 49。

    示例:

    输入: [1,8,6,2,5,4,8,3,7]
    输出: 49
    

    思路:贪心算法,总是贪心先固定容器的宽度。根据木桶原理(盛水的高度由最短的那块木板决定),高的那块木板往里面走,只可能让盛水越来越少,但是短板往里面走,却有可能让盛水越来越多。

    Java 代码:

    public class Solution {
    
        // 指针对撞、贪心思想
        // 参考解答:https://www.cnblogs.com/zichi/p/5745992.html
    
        public int maxArea(int[] height) {
            int len = height.length;
            if (len < 2) {
                // 0 或者 1 的时候,不能形成区间,所以不能形成容器
                return 0;
            }
            int l = 0;
            int r = len - 1;
            int res = 0;
            while (l < r) {
                // 这里其实就是木桶原理,取决于最短的那根木板
                // [1,2,3] 3 和 1 之间的长度就是 (3-1=)2
                int area = (r - l) * Math.min(height[l], height[r]);
                res = Math.max(res, area);
                if (height[l] < height[r]) {
                    l++;
                } else {
                    // height[l] >= height[r]
                    r--;
                }
            }
            return res;
        }
    
    
        // 暴力解法,时间复杂度太高,我们应该使用指针对撞的方法
        public int maxArea1(int[] height) {
            int len = height.length;
            if (len < 2) {
                return 0;
            }
            int res = 0;
            for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
                for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                    res = Integer.max(res, Integer.min(height[i], height[j]) * (j - i));
                }
            }
            return res;
        }
    }
    
    

    Python 代码:

    class Solution:
        def maxArea(self, height):
            """
            :type height: List[int]
            :rtype: int
            """
            l = 0
            r = len(height) - 1
            res = 0
            while l < r:
                min_h = min(height[l], height[r])
                res = max(res, (r - l) * min_h)
                if min_h == height[l]:
                    l += 1
                else:
                    r -= 1
            return res
    
    
    if __name__ == '__main__':
        height = [1, 8, 6, 2, 5, 4, 8, 3, 7]
        solution = Solution()
        result = solution.maxArea(height)
        print(result)
    

    参考资料:https://leetcode-cn.com/problems/container-with-most-water/solution/

    (本节完)

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