leetCode之雙指針遍歷/滑動窗口

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第一題

  • 難度:中等
  • 題目:3. 無重復字符的最長子串
    給定一個字符串,請你找出其中不含有重復字符的 最長子串 的長度。
    示例
輸入: "abcabcbb"
輸出: 3 
解釋: 因為無重復字符的最長子串是 "abc",所以其長度為 3。
輸入: "bbbbb"
輸出: 1
解釋: 因為無重復字符的最長子串是 "b",所以其長度為 1。

解題思路

  • 這道理我想了好久啊,都覺得沒有很好地方式可以處理,看了一個大神的解題思路,我豁然開朗,貼出來
    使用一個數組來維護滑動窗口
    遍歷字符串,判斷字符是否在滑動窗口數組里不在則 push 進數組
    在則刪除滑動窗口數組里相同字符及相同字符前的字符,然后將當前字符 push 進數組
    然后將 max 更新為當前最長子串的長度
    遍歷完,返回 max 即可


    image.png

我的答案

根據以上思路,答案就很容易寫出來了

        var lengthOfLongestSubstring = function (s) {
            let max = 0,
                array = [];
            for (let i = 0; i <= s.length - 1; i++) {
                let index = array.indexOf(s[i])
                if (index !== -1) {
                    array.splice(0, index + 1)
                }
                array.push(s[i])
                max = Math.max(array.length, max)
            }
            return max
        };
image.png
  • 時間復雜度:O(N)
  • 空間復雜度: O(N)

高分答案

除了以上的維護數組的方法,還有另外兩種解題思路,維護下標以及優化map

//維護下標
var lengthOfLongestSubstring = function(s) {
    let index = 0, max = 0
    for(let i = 0, j = 0; j < s.length; j++) {
        index = s.substring(i, j).indexOf(s[j]) 
        if(index !== -1) { 
            i = i + index + 1 
        } 
        max = Math.max(max, j - i + 1) 
    }
    return max
};

//優化Map
var lengthOfLongestSubstring = function(s) {
    let map = new Map(), max = 0
    for(let i = 0, j = 0; j < s.length; j++) {
        if(map.has(s[j])) {
            i = Math.max(map.get(s[j]) + 1, i)
        }
        max = Math.max(max, j - i + 1)
        map.set(s[j], j)
    }
    return max
};

這兩個的性能都差不多,稍微比我的第一種要好一點,在內存消耗上優勢更加明顯。


image.png

第二題

  • 難度:中等
  • 題目:11. 盛最多水的容器
    給你 n 個非負整數 a1,a2,...,an,每個數代表坐標中的一個點 (i, ai) 。在坐標內畫 n 條垂直線,垂直線 i 的兩個端點分別為 (i, ai) 和 (i, 0)。找出其中的兩條線,使得它們與 x 軸共同構成的容器可以容納最多的水。
    說明:你不能傾斜容器,且 n 的值至少為 2。
    image

    圖中垂直線代表輸入數組 [1,8,6,2,5,4,8,3,7]。在此情況下,容器能夠容納水(表示為藍色部分)的最大值為 49。
    示例:
輸入:[1,8,6,2,5,4,8,3,7]
輸出:49

解題思路

  • 簡單粗暴雙循環,遍歷數組,挨個去比較
  • 雙指針 效率更高,定義兩個角標i,j 根據數值的大小動態改變i,j的值,直到把數組數值都比較一遍。

我的答案

  • 簡單粗暴雙循環
            let area = 0,
                carea = 0;
            for (let i = 0; i <= height.length - 1; i++) {
                for (let j = i + 1; j <= height.length - 1; j++) {
                    carea = Math.min(height[i], height[j]) * (j - i)
                    if (area <= carea) {
                        area = carea
                    }
                }
            }
            return area
  • 時間復雜度:O(N2)

  • 空間復雜度: O(N)


    image.png
  • 雙指針

            let area = 0,
                carea = 0,
                i = 0,
                j = height.length - 1;
            while (i < j) {
                carea = Math.min(height[i], height[j]) * (j - i)
                if (area <= carea) {
                    area = carea
                }
                if (height[i] < height[j]) {
                    i++
                } else {
                    j--
                }
            }
            return area
  • 時間復雜度:O(N)
  • 空間復雜度: O(N)


    image.png

    這兩者的性能差距實在是太大了,所以還是推薦雙指針吧。

第三題

  • 難度:中等
  • 題目: 15. 三數之和
    給你一個包含 n 個整數的數組 nums,判斷 nums 中是否存在三個元素 a,b,c ,使得 a + b + c = 0 ?請你找出所有滿足條件且不重復的三元組。
    注意:答案中不可以包含重復的三元組。

示例

給定數組 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4],
滿足要求的三元組集合為:
[
  [-1, 0, 1],
  [-1, -1, 2]
]

解題思路

雙指針的做法,首先對數組進行排序,如果第一個數大于零則直接返回空,遍歷整個數組,如果當前的nums[i] ===nums[i + 1] 則直接continue,沒必要浪費時間,設置left=i+1right = nums.length-1left <right,判斷nums[i] + nums[left] + nums[right],如果和大于零,則減小right 反之增大left,如果相等,保存數值,也要判斷leftright的上一位和下一位是否相等,如果相等則直接進行下一個。

我的答案

var threeSum = function (nums) {
    let array = []
    nums.sort((a, b) => {
        return a - b
    })
    if (nums[0] > 0) {
        return array
    }
    for (let i = 0; i <= nums.length - 1&& nums[i] <=0; i++) {
        let left = i + 1;
        let right = nums.length - 1
        if (nums[i] == nums[i - 1]) continue; // 去重
        while (left < right) {
            let sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]
            if (sum < 0) {
                left++
            }
            if (sum > 0) {
                right--
            }
            if (sum === 0) {
                array.push([nums[left], nums[right], nums[i]])
                while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) left++; // 去重
                while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) right--; // 去重
                left++;
                right--
            }
        }
    }
    return array
};
image.png

第四題

  • 難度:中等
  • 題目: 16. 最接近的三數之和
    給定一個包括 n 個整數的數組 nums 和 一個目標值 target。找出 nums 中的三個整數,使得它們的和與 target 最接近。返回這三個數的和。假定每組輸入只存在唯一答案。
    示例
輸入:nums = [-1,2,1,-4], target = 1
輸出:2
解釋:與 target 最接近的和是 2 (-1 + 2 + 1 = 2) 。

解題思路

  • 這道題的解題思路和之前的的三數之和很類似,相當于之前的相加等于0,現在改為任意數字,然后加一個判斷是否和是和目標最接近的。

我的答案

            var threeSumClosest = function (nums, target) {
            let dis = null,
                result = 0;
            nums.sort((a, b) => {
                return a - b
            })
            for (let i = 0; i <= nums.length - 1; i++) {
                let left = i + 1;
                let right = nums.length - 1
                if (nums[i] == nums[i - 1]) continue; // 去重
                while (left < right) {
                    let sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]
                    let current = Math.abs(target - sum)
                    if (dis > current) {
                        dis = current
                        result = sum
                    }
                    if (dis === null) {
                        dis = current
                        result = sum
                    }
                    if (sum > target) {
                        right--
                    }
                    if (sum < target) {
                        left++
                    }
                    if (sum - target === 0) {
                        return sum
                    }
                }
            }
            return result
        };
image.png

第五題

  • 難度:簡單
  • 題目:26. 刪除排序數組中的重復項
    給定一個排序數組,你需要在 原地 刪除重復出現的元素,使得每個元素只出現一次,返回移除后數組的新長度。
    不要使用額外的數組空間,你必須在 原地 修改輸入數組 并在使用 O(1) 額外空間的條件下完成。
    示例:
給定數組 nums = [1,1,2], 
函數應該返回新的長度 2, 并且原數組 nums 的前兩個元素被修改為 1, 2。 
你不需要考慮數組中超出新長度后面的元素。

給定 nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4],
函數應該返回新的長度 5, 并且原數組 nums 的前五個元素被修改為 0, 1, 2, 3, 4。
你不需要考慮數組中超出新長度后面的元素。

說明:
為什么返回數值是整數,但輸出的答案是數組呢?
請注意,輸入數組是以「引用」方式傳遞的,這意味著在函數里修改輸入數組對于調用者是可見的。
你可以想象內部操作如下:

// nums 是以“引用”方式傳遞的。也就是說,不對實參做任何拷貝
int len = removeDuplicates(nums);

// 在函數里修改輸入數組對于調用者是可見的。
// 根據你的函數返回的長度, 它會打印出數組中該長度范圍內的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
    print(nums[i]);
}

解題思路

  • 裁剪數組
    這道題可以倒著遍歷數組,創建一個last用于存放數組最后一個數,用當前遍歷到的數和last對比,如果不等于last則把當前數賦值給last,否則說明兩數相等,刪除當前數值。
  • 雙指針
    這里雙指針的方法,和之前不太一樣,right不是從最后一個數開始,而是從left下一位開始,比較兩數大小,如果兩者不相等,則將right的值賦值給left的下一位。

我的答案

  • 裁剪數組
        var removeDuplicates = function (nums) {
            let last = nums[nums.length] - 1;
            for (let i = nums.length - 1; i >= 0; i--) {
                if (nums[i] !== last) {
                    last = nums[i]
                } else {
                    nums.splice(i, 1)
                }
            }
            return nums.length
        };
        console.log(removeDuplicates([1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 6]))
image.png
  • 雙指針
        var removeDuplicates = function (nums) {
            let i = 0;
            let j = 1;
            while (j < nums.length) {
                if (nums[i] !== nums[j]) {
                    nums[++i] = nums[j]
                }
                j++
            }
            return i + 1
        };
        console.log(removeDuplicates([1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 6]))
image.png

這兩種方法比較極端啊,一個內存消耗低,一個執行時間短,各有所長,不過我更覺得雙指針更好

第六題

  • 難度:中等
  • 題目:75. 顏色分類
    給定一個包含紅色、白色和藍色,一共 n 個元素的數組,原地對它們進行排序,使得相同顏色的元素相鄰,并按照紅色、白色、藍色順序排列。
    此題中,我們使用整數 0、 1 和 2 分別表示紅色、白色和藍色。
    注意:
    不能使用代碼庫中的排序函數來解決這道題。

示例

輸入: [2,0,2,1,1,0]
輸出: [0,0,1,1,2,2]

進階
一個直觀的解決方案是使用計數排序的兩趟掃描算法。
首先,迭代計算出0、1 和 2 元素的個數,然后按照0、1、2的排序,重寫當前數組。
你能想出一個僅使用常數空間的一趟掃描算法嗎?

解題思路

  • 這道題因為本來就屬于雙指針的題目,所以理所當然就使用雙指針,只是這里,單純的雙指針明顯是不夠用的,所以這里需要添加一個current,表示當前的數值index。
  • 另外一個方法是看了題解,遇到0就刪除該元素,放到最前面,遇到2就刪除該元素,放到最后面,遇到1不處理

我的答案

  • 操作刪除元素
        var sortColors = function (nums) {
            let index = 0;
            let count = 0;
            while (count < nums.length) {
                if (nums[index] === 0) {
                    nums.splice(index, 1)
                    nums.unshift(0)
                    index++
                } else if (nums[index] === 2) {
                    nums.splice(index, 1)
                    nums.push(2)
                } else {
                    index++
                }
                count++
            }
            return nums
        };
image.png
  • 雙指針
        var sortColors = function (nums) {
            let left = 0;
            let right = nums.length - 1;
            let current = 0
            while (current <= right) {
                if (nums[current] === 0) {
                    [nums[current], nums[left]] = [nums[left], nums[current]];
                    left++
                    current++
                    continue;
                } else if (nums[current] === 2) {
                    [nums[current], nums[right]] = [nums[right], nums[current]];
                    right--
                    continue;
                } else {
                    current++
                    continue;
                }
            }
            return nums
        };
image.png

雙指針的性能和直接操作元素的差距還是比較明顯的。

第七題

  • 難度:中等
  • 題目:209. 長度最小的子數組
    給定一個含有 n 個正整數的數組和一個正整數 s ,找出該數組中滿足其和 ≥ s 的長度最小的 連續 子數組,并返回其長度。如果不存在符合條件的子數組,返回 0。

示例

輸入:s = 7, nums = [2,3,1,2,4,3]
輸出:2
解釋:子數組 [4,3] 是該條件下的長度最小的子數組。

解題思路

  • 這道題的解題思路就是滑動窗口,先擴大搜索范圍,找到合適的區域,然后再縮小區域,找出最合適的解。

我的答案

var minSubArrayLen = function (s, nums) {
    let minLen = Infinity;
    let left = 0;
    let right = 0;
    let sum = 0;
    while (right < nums.length ) {
        sum += nums[right]
        while (sum >= s) {
            minLen = Math.min(minLen, right - left + 1);
            sum -= nums[left]
            left++
        }
        right++
    }
    return minLen === Infinity ? 0 : minLen
};
image.png

第八題

  • 難度:中等
  • 題目:80. 刪除排序數組中的重復項 II
    給定一個排序數組,你需要在原地刪除重復出現的元素,使得每個元素最多出現兩次,返回移除后數組的新長度。
    不要使用額外的數組空間,你必須在原地修改輸入數組并在使用 O(1) 額外空間的條件下完成。

示例

給定 nums = [1,1,1,2,2,3],
函數應返回新長度 length = 5, 并且原數組的前五個元素被修改為 1, 1, 2, 2, 3 。
你不需要考慮數組中超出新長度后面的元素。
給定 nums = [0,0,1,1,1,1,2,3,3],
函數應返回新長度 length = 7, 并且原數組的前五個元素被修改為 0, 0, 1, 1, 2, 3, 3 。
你不需要考慮數組中超出新長度后面的元素。

為什么返回數值是整數,但輸出的答案是數組呢?
請注意,輸入數組是以“引用”方式傳遞的,這意味著在函數里修改輸入數組對于調用者是可見的。
你可以想象內部操作如下:

// nums 是以“引用”方式傳遞的。也就是說,不對實參做任何拷貝
int len = removeDuplicates(nums);

// 在函數里修改輸入數組對于調用者是可見的。
// 根據你的函數返回的長度, 它會打印出數組中該長度范圍內的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
    print(nums[i]);
}

解題思路

  • 這道題和 26. 刪除排序數組中的重復項非常類似,只需要把+1改為+2就是答案,但是這個答案的效率看了一下并不是很高,所以看了一下題解,看到一個大哥的答案,覺得解題思路很厲害,貼出來

我的答案

  • 26題改
 var removeDuplicates = function (nums) {
            let index = 0;
            let pass = 0;
            while (index + pass <= nums.length - 1) {
                let current = nums[index + pass + 2];
                if (current === nums[index]) {
                    pass++
                } else {
                    index++;
                    [nums[index], nums[index + pass]] = [nums[index + pass], nums[index]]
                }
            }
            return index
        };
image.png
  • 空間O(1)
var removeDuplicates = function (nums) {
    let index = 0;
    for (let i = 0; i <= nums.length - 1; i++) {
        if (index < 2 || nums[i] > nums[index - 2]) {
            nums[index++] = nums[i];
        }
    }
    return index
};
image.png
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