> 技术文档 > 【力扣 Hot100】 刷题日记——双指针的经典应用

【力扣 Hot100】 刷题日记——双指针的经典应用


D11 两数之和 II - 输入有序数组

LCR 006. 两数之和 II - 输入有序数组 - 力扣(LeetCode)

这道题目也是双指针的一个典型应用,题目要求找出和为target的两个数字的下标,并且告诉了有且仅有一对符合条件的数字。

而且题目已经给排好序了,这道题目其实可以暴力匹配嵌套for循环来解决,但是排序就没用了。。如果还记得盛水最多的容器这道题目的话,我们可以用相同的操作,两个指针分别为leftright,两边到中间扫描,如果两数相加大于target,那么显然需要减小右端的数值,也就是right--。反之,增大左端的数值,也就是left++,直到两端的和为target,这个问题就解决了。

class Solution { public int[] twoSum(int[] numbers, int target) { int l = 0; int r = numbers.length - 1; while(l < r){  if(numbers[l] + numbers[r] > target){ r--;  }else if(numbers[l] + numbers[r] < target){ l++;  }else{ return new int[]{l, r};  } } return new int[]{}; }}

三数之和

15. 三数之和 - 力扣(LeetCode)

这道题目跟上道题目很像,其实是延续了上道题目的做法,这道题目要求判断是否存在三元组,使得三者之和为0,并且要求不能重复。

有了上一道题的启发,我们不管三七二十一,先给他排序,有序总比无序容易处理。我们大体想一下,虽然这是求三个数的和,无非就是固定一个数num,其他两个数nums[l] nums[r],继续二数之和的操作。当找到一个解时,跳过与nums[l] nums[r]相同的值,避免产生重复三元组。

解题思路

  • 先排序,把数组变为非降序
  • 固定第一个数num = num[i],在他右侧用双指针(l,r)寻找符合num + nums[l] + nums[r] = 0的数值
  • 去重,找到解时,跳过与nums[l] nums[r]相同的值,避免产生重复三元组。
  • 优化,利用排序后“最小/最大可能和”的上下界,提前 break/continue,减少无效枚举。

这个题目的难点在于去重和剪枝优化,涉及到两次去重两次剪枝。

if(i > 0 && num == nums[i - 1]) continue;

● 去重1(对 i):如果当前 x 和上一个相同,那么以它为首的三元组会和上次完全重复,直接跳过。

if (x + nums[i + 1] + nums[i + 2] > 0) break; // 优化一

● 优化一(上界剪枝):数组有序时,固定 x 后,能得到的最小三数和是 x + nums[i+1] + nums[i+2](取右侧最小的两个数)。
● 若这个最小和已经大于 0,那么无论 j,k 取什么,都只会更大 ⇒ 后续 i 也不可能成功 ⇒ 可以直接 break 结束外层循环。

if (x + nums[n - 2] + nums[n - 1] < 0) continue; // 优化二

● 优化二(下界剪枝):固定 x 后,能得到的最大三数和是 x + nums[n-2] + nums[n-1](取右侧最大的两个数)。
● 若这个最大和仍然小于 0,说明以 x 为首无论怎么取都不够大,不可能凑到 0 ⇒ 换更大的首元素,continue。
两个优化都建立在“数组已排序”的前提上,能显著减少双指针的启动次数与无效移动。

class Solution { public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) { Arrays.sort(nums); List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>(); int n = nums.length; for (int i = 0; i < n - 2; i++) { //因为是三元组,所有只需要到n-3 int num = nums[i]; if(i > 0 && num == nums[i - 1]) continue; //去掉重复部分 if(num + nums[i + 1] + nums[i + 2] > 0) break; //后边部分的和绝对都大于0,没有必要在循环下去 if(num + nums[n - 1] + nums[n - 2] < 0) continue; //说明当前数字与最大的两个值的和仍小于0,直接跳到下一个数字 int l = i + 1; // 二数之和的左右边界 int r = n - 1; while(l < r){ if(num + nums[l] + nums[r] > 0){  r--; }else if(num + nums[l] + nums[r] < 0){  l++; }else{  ans.add(List.of(num, nums[l], nums[r]));  for(l++; l < r && nums[l] == nums[l - 1]; l++);//过滤掉与当前解涉及元素相同的部分  for(r--; r > l && nums[r] == nums[r + 1]; r--); } } } return ans; }}

其实代码还可以优化,

if(num + nums[i + 1] + nums[i + 2] > 0) break; if(num + nums[n - 1] + nums[n - 2] < 0) continue; 

如果当前连续三个值之和大于0,那就不用往后看了,后面的一定大于0。

如果当前值与最大两值之和小于0,也不用看了,说明num = nums[i],至少这个值不符合题意,但是i++,后面的元素可能会有满足题意的。

如果这篇文章对你有所帮助,请点赞、评论、收藏,创作不易,你的支持是我创作的动力。