python经典数据结构与算法之双指针 碰撞指针 快慢指针

2023-11-11

双指针之碰撞指针 

也就是两个指针,分别指向头和尾,向中间靠拢 直到碰到一起,程序终止,移动过程中按照一定的规则进行移动;

python中一般用List或字符串做数据

比如以下程序(来源Github,地址最下)用来解决:(Leetcode 167) 地址:https://leetcode-cn.com/problems/two-sum-ii-input-array-is-sorted/

给定一个已按照升序排列 的有序数组,找到两个数使得它们相加之和等于目标数。

函数应该返回这两个下标值 index1 和 index2,其中 index1 必须小于 index2

解题思路:

因为是有序数组,从小到大排列。

收尾之和对应的为中间值,而头部向后则和增加;

反之,尾部向前移动则变小;

最小的和为 索引0 和 1;

最大的和为 索引n-2 n-1, n为List长度;

结束条件是头和尾相撞。

class Solution:
    def twoSum(self, numbers: List[int], target: int) -> List[int]:
        if not numbers: return []  #输入列表不存在,返回空值
        start, end = 0, len(numbers)-1  #头尾指针

        while start < end:  #保证尾指针在头指针后边
            _sum = numbers[start] + numbers[end]
            if  _sum < target:  #小于目标值,首指针后移
                start += 1
            elif _sum > target: #大于目标值,尾指针前移
                end -= 1
            else:               #等于目标值,返回结果
                return [start + 1, end + 1]
        return []

双指针之快慢指针

也就是指针有前后,走在前面的为快指针,后面的为慢指针

比如以下问题:Leetcode 283 https://leetcode-cn.com/problems/move-zeroes/

给定一个数组 nums,编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾,同时保持非零元素的相对顺序。

程序来源Github,地址最下;

class Solution:
    def moveZeroes(self, nums: List[int]) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        slower, faster = 0, 0 #快指针指向不为零的元素,慢指针指向零元素,满足条件就交换
        while faster < len(nums):
            if nums[slower] != 0:
                slower += 1
            elif nums[faster] != 0:
                nums[slower],  nums[faster] = nums[faster], nums[slower]
                slower += 1
            faster += 1

解题思路:

快指针每一步都会增加,直到为不为零的元素;

慢指针碰到零元素则对准它;

如果慢指针对零,而快指针非零,则交换,然后指针各加1;

结束条件为快指针出界,因为快指针走的快;

以上代码都来源Github,并记录自己的分析过程。

参考来源:https://github.com/lxztju/leetcode-algorithm

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