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大厂算法面试之 leetcode 精讲 7. 双指针

作者：全栈潇晨

2021 年 11 月 26 日
本文字数：5480 字
阅读完需：约 18 分钟

搞定大厂算法面试之 leetcode 精讲 7.双指针

视频教程（高效学习）:点击学习

目录：

2.时间空间复杂度

6.深度优先&广度优先

10.递归&分治

11剪枝&回溯

14.排序算法

24.其他类型题

双指针

普通指针：两指针同一方向或不同方向
对撞指针：两指针互相靠拢
快慢指针：一快一慢

141. 环形链表 (easy)

方法 1.哈希表或 set:

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思路：准备一个 map 或者 set，然后循环链表，每次遍历到一个节点的时候，判断当前节点是否在 map 中存在，如果不存在就把当前节点加入 map 中，如果存在的话说明之前访问过此节点，也就说明了这条链表有环。
复杂度分析：时间复杂度O(n)，n 是链表的数量，最差的情况下每个节点都要遍历。空间复杂度O(n)，n 是存储遍历过的节点的 map 或者 set

js:

var hasCycle = (head) => {    let map = new Map();    while (head) {        if (map.has(head)) return true;//如果当前节点在map中存在就说明有环        map.set(head, true);//否则就加入map        head = head.next;//迭代节点    }    return false;//循环完成发现没有重复节点，说明没环};

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java:

public class Solution {    public boolean hasCycle(ListNode head) {        Set<ListNode> seen = new HashSet<ListNode>();        while (head != null) {            if (!seen.add(head)) {                return true;            }            head = head.next;        }        return false;    }}

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方法 2.快慢指针

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思路：准备两个指针 fast 和 slow，循环链表，slow 指针初始也指向 head，每次循环向前走一步，fast 指针初始指向 head，每次循环向前两步，如果没有环，则快指针会抵达终点，如果有环，那么快指针会追上慢指针
复杂度：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

js:

var hasCycle = function (head) {    //设置快慢指针    let slow = head;    let fast = head;    //如果没有环，则快指针会抵达终点，否则继续移动双指针    while (fast && fast.next) {        slow = slow.next;        fast = fast.next.next;        //快慢指针相遇，说明含有环        if (slow == fast) {            return true;        }    }
    return false;};

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java:

public class Solution {    public boolean hasCycle(ListNode head) {    ListNode fast = head;    ListNode slow = head;    while (fast != null && fast.next != null) {      fast = fast.next.next;      slow = slow.next;       if (fast == slow) {        return true;      }    }    return false;    }}

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142. 环形链表 II (medium)

方法 1.哈希表

思路：遍历链表，将节点加入一个 set 中，每次判断当前节点是否在 set 中，如果存在重复的节点，这个节点就是入环节点
复杂度：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

js：

var detectCycle = function(head) {    const visited = new Set();    while (head !== null) {//终止条件，如果没有环 跳出循环        if (visited.has(head)) {//如果存在重复的节点，这个节点就是入环节点            return head;        }        visited.add(head);//将节点加入set中        head = head.next;    }    return null;};

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java：

public class Solution {    public ListNode detectCycle(ListNode head) {        ListNode pos = head;        Set<ListNode> visited = new HashSet<ListNode>();        while (pos != null) {            if (visited.contains(pos)) {                return pos;            } else {                visited.add(pos);            }            pos = pos.next;        }        return null;    }}

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方法 2.快慢指针

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思路：慢指针移动两步，快指针移动一步，相遇之后，快指针变成头指针，然后每次快慢指针各走一步直到相遇，相遇的节点就是入环节点
复杂度：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

js：

var detectCycle = function(head) {    if (head === null) {        return null;    }    let slow = head, fast = head;    while (fast !== null) {        slow = slow.next;//慢指针移动两步，快指针移动一步        if (fast.next !== null) {            fast = fast.next.next;        } else {            return null;//如果没有环 之间返回null        }        if (fast === slow) {//有环            let fast = head;            //快指针指向头节点，然后每次快慢指针各走一步直到相遇，相遇的节点就是入环节点            while (fast !== slow) {                fast = fast.next;                slow = slow.next;            }            return fast;        }    }    return null;};

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java：

public class Solution {    public ListNode detectCycle(ListNode head) {        if (head == null) {            return null;        }        ListNode slow = head, fast = head;        while (fast != null) {            slow = slow.next;            if (fast.next != null) {                fast = fast.next.next;            } else {                return null;            }            if (fast == slow) {                ListNode fast1 = head;                while (fast1 != slow) {                    fast1 = fast1.next;                    slow = slow.next;                }                return fast1;            }        }        return null;    }}

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15. 三数之和 (medium)

方法 1.暴力求解，对于三个数字，循环 3 次，分别计算和，时间复杂度O(n^3)

方法 2.c=-(a+b): 确定了 a 和 b，那就可以想两数之和一样，在 map 中寻找-(a+b)，减少一层循环，时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(n)。

方法 3.排序然后查找

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思路：先排序数组，数组长度必须大于 3，循环数组，假如当前循环到了 i 索引，则定义两个指针L = i+1，和R = nums.length-1,如果和sum=nums[i] + nums[L] + nums[R]小于 0，则向右移动左指针，如果 sum 大于 0，则左移右指针，如果 sum 等于 0，则正好找到了这 3 个数，然后在尝试L++,R--，继续寻找中间是否有三个数之和等于 0，注意在循环的过程中遇见相同的三个数需要去重。
复杂度分析：时间复杂度O(n^2)，n 为数组的长度。空间复杂度O(logn)，即排序所需要的空间

js:

var threeSum = function(nums) {    let ans = [];    const len = nums.length;    if(nums == null || len < 3) return ans;//数组的长度大于3    nums.sort((a, b) => a - b); // 排序    for (let i = 0; i < len ; i++) {        if(nums[i] > 0) break; // 如果当前数字大于0，则三数之和一定大于0，所以结束循环        if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) continue; // 去重        let L = i+1;        let R = len-1;        while(L < R){//虽然里面还有两个循环，但是整体的L和R移动的时间内复杂度还是o(n)            const sum = nums[i] + nums[L] + nums[R];            if(sum == 0){                ans.push([nums[i],nums[L],nums[R]]);                while (L<R && nums[L] == nums[L+1]) L++; // 去重                while (L<R && nums[R] == nums[R-1]) R--; // 去重                L++;                R--;            }            else if (sum < 0) L++;            else if (sum > 0) R--;        }    }            return ans;};

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java:

class Solution {    public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {        List<List<Integer>> ans = new ArrayList();        int len = nums.length;        if(nums == null || len < 3) return ans;        Arrays.sort(nums);         for (int i = 0; i < len ; i++) {            if(nums[i] > 0) break; // 如果当前数字大于0，则三数之和一定大于0，所以结束循环            if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) continue; // 去重            int L = i+1;            int R = len-1;            while(L < R){                int sum = nums[i] + nums[L] + nums[R];                if(sum == 0){                    ans.add(Arrays.asList(nums[i],nums[L],nums[R]));                    while (L<R && nums[L] == nums[L+1]) L++; // 去重                    while (L<R && nums[R] == nums[R-1]) R--; // 去重                    L++;                    R--;                }                else if (sum < 0) L++;                else if (sum > 0) R--;            }        }                return ans;    }}

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11. 盛最多水的容器（medium）

方法 1:双指针

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思路：用双指针 i，j 循环 height 数，i，j 对应高度较小的那个先向内移动，不断计算面积，更新最大面积
复杂度：时间复杂度O(n)，n 是数组 height 的长度，遍历一次。空间复杂度O(1)

js：

var maxArea = function(height) {    let max = 0;    for (let i = 0, j = height.length - 1; i < j;) {//双指针i，j循环height数组        //i，j较小的那个先向内移动 如果高的指针先移动，那肯定不如当前的面积大        const minHeight = height[i] < height[j] ? height[i++] : height[j--];        const area = (j - i + 1) * minHeight;//计算面积        max = Math.max(max, area);//更新最大面积    }    return max;};

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java：

class Solution {    public int maxArea(int[] height) {        int i = 0, j = height.length - 1, max = 0;        while(i < j) {            max = height[i] < height[j] ?                 Math.max(max, (j - i) * height[i++]):                 Math.max(max, (j - i) * height[j--]);         }        return max;    }}

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160. 相交链表（easy）

方法 1:哈希表

思路：将链表 A 存入 set 中，第一个相同的节点就是重合的节点
复杂度：时间复杂度O(m+n)，m、n 分别是两个链表的长度。空间复杂度O(m)

js：

var getIntersectionNode = function(headA, headB) {    const visited = new Set();    let temp = headA;    while (temp !== null) {//将链表A存入set中        visited.add(temp);        temp = temp.next;    }    temp = headB;    while (temp !== null) {        if (visited.has(temp)) {//第一个相同的节点就是重合的节点            return temp;        }        temp = temp.next;    }    return null;};

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Java：

public class Solution {    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {        Set<ListNode> visited = new HashSet<ListNode>();        ListNode temp = headA;        while (temp != null) {            visited.add(temp);            temp = temp.next;        }        temp = headB;        while (temp != null) {            if (visited.contains(temp)) {                return temp;            }            temp = temp.next;        }        return null;    }}

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方法 2:双指针

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思路：用双指针 pA 、pB 循环俩个链表，链表 A 循环结束就循环链表 B，链表 A 循环结束就循环链表 B，当pA == pB时就是交点，因为两个指针移动的步数一样
复杂度：时间复杂度O(m+n)，m、n 分别是两个链表的长度。空间复杂度O(1)

js：

var getIntersectionNode = function(headA, headB) {    if (headA === null || headB === null) {        return null;    }    let pA = headA, pB = headB;    while (pA !== pB) {        pA = pA === null ? headB : pA.next;//链表A循环结束就循环链表B          pB = pB === null ? headA : pB.next;//链表A循环结束就循环链表B      }    return pA;//当pA == pB时就是交点};

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java:

public class Solution {    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {        if (headA == null || headB == null) {            return null;        }        ListNode pA = headA, pB = headB;        while (pA != pB) {            pA = pA == null ? headB : pA.next;            pB = pB == null ? headA : pB.next;        }        return pA;    }}

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876. 链表的中间结点（easy)

思路：快慢指针遍历，直到快指针到达最后
复杂度：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

js：

var middleNode = function(head) {    slow = fast = head;    while (fast && fast.next) {//快慢指针遍历，直到快指针到达最后        slow = slow.next;        fast = fast.next.next;    }    return slow;};

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java：

class Solution {    public ListNode middleNode(ListNode head) {        ListNode slow = head, fast = head;        while (fast != null && fast.next != null) {            slow = slow.next;            fast = fast.next.next;        }        return slow;    }}

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发布于: 2 小时前阅读数: 5

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