LeetCode-指针法

LeetCode刷题总结-指针法

方法介绍：指针法主要使用在一组按从小到大排好序的数组中，当按照条件查找对应元素时，在数组的前后定义两个指针，当两个指针代表的元素进行运算时：若结果大于目标值，则左移右侧的指针；若结果小于目标值，则向右移动左侧指针。因为此时序列是排好序的，当大于目标值时，左侧的指针如果向右移动时得到的结果会更大，所以此时应该左移右侧的指针而右侧指针不动，反之亦然。这样做的好处是不用两次遍历数组，把O(n2)的计算复杂的转换成了O（n）的计算复杂度。当然使用这个方法的前提是这个数组是排好序的。（代表题目：1,15,16,18）

1. Two Sum

题意：给定一个整形数组和目标和target，返回数组中，两个数的和等于目标和target的下标。（输入保证只有一个合法的解）

方法：1. 暴力法(时间复杂度O（n^2）) ；2. 二分法（时间复杂度O（nlogn））； 3. 指针法

方法一：暴力法----使用两个for的嵌套循环，遍历所有可能的组合；

class Solution(object):
    def twoSum(self, nums, target):
        """
        :type nums: List[int]
        :type target: int
        :rtype: List[int]
        """
        for i in range(len(nums)-1):
            for j in range(i+1,len(nums)):
                if nums[i] + nums[j] == target:
                    return [i,j]

方法二：二分法

class Solution(object):
    def twoSum(self, nums, target):
        """
        :type nums: List[int]
        :type target: int
        :rtype: List[int]
        """
        vis = {}
        for i, num in enumerate(nums):
            diff = target - num
            if diff in vis:
                return [vis[diff], i]
            vis[num] = i

方法三：指针法

15. 3Sum

题意：给定一个数组，求所有满足条件的三个数a,b,c，使得a+b+c=0  （结果要去重）

方法：指针法枚举一个数，然后双指针，时间复杂度O(n^2)，注意在查找的过程中去重。

class Solution:
    def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        nums.sort()
        n = len(nums)
        ans = []
        for i in range(n-2):
            if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]:
                continue          # 去重
            L, R = i + 1, n - 1
            while L < R:
                temp = nums[i] + nums[L] + nums[R]
                if temp == 0:
                    ans.append([nums[i], nums[L], nums[R]])
                    L += 1
                    R -= 1
                    while L < R and nums[L] == nums[L - 1]:
                        L += 1     #去重
                    while R > L and nums[R] == nums[R + 1]:
                        R -= 1     #去重
                elif temp > 0:
                    R -= 1
                else:
                    L += 1
        return ans

18. 四数之和

题意：在一组无序数中找出四个数之和等于目标值的所有组合；

方法：枚举两个数，其余两个数使用指针法；

class Solution:
    def fourSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[List[int]]:
        n = len(nums)
        nums.sort()
        ans = []
        for i in range(n - 3):
            if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]:
                continue      # 去重
            if nums[i] + nums[i + 1] + nums[i + 2] + nums[i + 3] > target:
                break         # 条件不可能满足，退出循环
            if nums[i] + nums[n - 3] + nums[n - 2] + nums[n - 1] < target:
                continue      # 条件不可能满足，退出循环
            for j in range(i + 1, n - 2):
                if j > i + 1 and nums[j] == nums[j - 1]:
                    continue
                if nums[i] + nums[j] + nums[j + 1] + nums[j + 2] > target:
                    break     # 条件不可能满足，退出循环
                if nums[i] + nums[j] + nums[n - 2] + nums[n - 1] < target:
                    continue
                L, R = j + 1, n - 1
                while L < R:
                    temp = nums[i] + nums[j] + nums[L] + nums[R]
                    if temp == target:
                        ans.append([nums[i], nums[j], nums[L], nums[R]])
                        L += 1
                        R -= 1
                        while L < R and nums[L] == nums[L - 1]:
                            L += 1
                        while R > L and nums[R] == nums[R + 1]:
                            R -= 1
                    elif temp > target:
                        R -= 1
                    else:
                        L += 1
        return ans