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建站知识

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算法进阶:双指针(一)c++leetcode例题-创新互联

82. 删除排序链表的重复元素

力扣传送:
https://leetcode.cn/problems/remove-duplicates-from-sorted-list-ii/description/

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给一个排好序的链表,删除把链表中出现的所有的重复的项:
1 2 2 3 3 3 4 5 ----->1 4 5

这道题有很多种解法,我第一眼看到这题的时候,想到了 哈希表。
利用哈希表来记录出现的重复的节点元素,接着在遍历链表,等到这个节点出现在了哈希表中,则while 循环一直跳过这个节点,直到跳到下一个不同的元素为止。

在这里插入图片描述


哈希表的做法:

  1. 首先遍历一边链表,记录下哈希表的数据
  2. 然后再遍历一遍链表,当哈希表记录的此节点处的值出现的次数大于一次时,一直while找到直到下一个等于一次的节点位置,然后连接前一个节点位置,这样就做到了跳过了出现次数大于二的节点的中间节点。
  3. 双指针分别连接链表节点。
class Solution {public:
    ListNode* deleteDuplicates(ListNode* head) {unordered_mapm;
        ListNode* temp=head;
        while (temp)
        {	//首先初始化哈希表,记录下每个节点的值出现的次数
            m[temp->val]++;
            temp=temp->next;
        }
        ListNode* pDummy=new ListNode{-101,head};
        ListNode* slow=pDummy;
        ListNode* fast=head;
        while (fast && fast->next)
        {if (m[fast->val]>1)
            {ListNode* pTemp=fast->next;
                while (fast && m[fast->val]>1)
                {fast=fast->next;
                }
                slow->next=fast;
            }
            else
            {slow=slow->next;
                fast=fast->next;
            }
        }
        return pDummy->next;
    }
};

哈希表的缺点:
我们的哈希表的空间随着链表的增大而增大,空间复杂度达到了O(N)。

但其实我们没必要使用哈希表。
我们知道用哈希表来记录出现次数大于一次的节点,那我们能不能直接用双指针的快指针来记录呢? 只需要合适的边界检测,就可以记录下其快指针的 当前节点元素和 下一个节点元素的值,判断他们是否相等即可。

实现:

  1. 哑节点方便返回链表(pDummy)
  2. 慢指针在前,快指针在后,快指针移动一步,每次快指针都判断它当前的值和后面的值想不想等,如果相等,则快指针进入while循环,一直跳过。
  3. 等到处理完毕后, 慢指针前进一步,等于快指针;快指针再前进一步,等于next
class Solution {public:
    ListNode* deleteDuplicates(ListNode* head) {ListNode* pDummy=new ListNode{-101,head};
        ListNode* slow=pDummy;
        ListNode* fast=head;
        while (fast && fast->next)
        {int val=fast->val;
            if (val==fast->next->val)
            {while (fast && fast->val==val)
                {fast=fast->next;
                }
                slow->next=fast;
            }
            else
            {slow=fast;
                fast=fast->next;
            }
        }
        return pDummy->next;
    }
};

时间复杂度:O(N)只遍历链表一遍,空间复杂度:O(1)


15. 三数之和

力扣传送门:
https://leetcode.cn/problems/3sum/description/?envType=study-plan&id=suan-fa-ji-chu&plan=algorithms&plan_progress=y00ve32

找到数组中是否包含三个元素使得 nums[i]+nums[j]+nums[z] =0

这道题目一看看出就可以使用暴力搜索的做法:首先给数组排序,然后创建一个三重循环,每重循环遍历每一个元素;注意,我们的元素可能会出现重复项,因此我们要跳过两重循环中可能遍历到的重复的项:

class Solution {public:
    vector>threeSum(vector& nums) {vector>res;
        int n=nums.size();
        sort(nums.begin(),nums.end());
        for (int i=0;iif (i==0 || nums[i]!=nums[i-1])
            {for (int j=i+1;jif (j==i+1 || nums[j]!=nums[j-1])
                    {for (int z=j+1;zif (z==j+1 || nums[z]!=nums[z-1])
                            { if (nums[i]+nums[j]+nums[z]==0)
                                {res.push_back({nums[i],nums[j],nums[z]});
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
};

我们的时间复杂度达到了O(N^3) 这对于最长数据量3000来说是很容易超时的,因为 3000 * 3000 * 3000 相乘后达到了27,000,000,000,即这就是三重循环的最坏的情况,因此暴力搜索的方法无法通过。


我们引入一个新方法:

利用双指针降低维数: 利用双指针把三重循环降低为二重循环。

  1. 当我们确定第一个数字之后,如果第二个数字增大,则第三个数字必定减小。
  2. 令第二个数字和第三个数字同时寻找。
  3. 第二个数字起始位于第二重循环的开头,第三个数字起始位于第二重循环的末尾。

我们就可以保持第二重循环不变,而将第三重循环变成一个从数组最右端开始向左移动的指针
在这里插入图片描述

class Solution {public:
    vector>threeSum(vector& nums) {int n=nums.size();
        vector>res;
        sort(nums.begin(),nums.end());
        for (int i=0;i//当前项和前一项相同,则当前数字已经被刚才用过了,则直接跳过这个数字
            if (i>0 && nums[i]==nums[i-1])
            {continue;
            }
            //第二重循环同时遍历 j 和 z
            int z=n-1;  //初始化z的位置,z从后往前
            for (int j=i+1;j//同理,跳过重复的数字
                if (j>i+1 && nums[j]==nums[j-1])
                {continue;
                }
                //同时需要保证j0)
                {//因为序列从小到大排序,当前的结果大于0,则减小z,寻找合适的位置
                    --z;
                }
                //如果j 和 z相遇,则表示无论j再往后,z再往前,他们都不可能再有结果了(和为0),因为j再往后遍历的数字一定和z之前的一个数字相同; z也是,一定和j之前的一个数字相同,我们已经遍历过了,所以这种情况直接退出 
                if (j==z)
                {break;
                }
                if (nums[i]+nums[j]+nums[z]==0)
                {res.push_back({nums[i],nums[j],nums[z]});
                }
            }
        }
        return res;
    }
};

总结:

当我们需要枚举数组中的两个元素时,如果我们发现随着第一个元素的递增,第二个元素是递减的,那么就可以使用双指针的方法,将枚举的时间复杂度从 O(N^2)减少至 O(N)

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新闻名称:算法进阶:双指针(一)c++leetcode例题-创新互联
文章源于:http://bjjierui.cn/article/pieig.html

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