【笔记】数组

本系列总计六篇文章，是 基于STL实现的笔试题常考七大基本数据结构 该文章在《代码随想录》和《labuladong的算法笔记》题目中的具体实践，每篇的布局是这样的：开头是该数据结构的总结，然后是在不同场景的应用，以及不同的算法技巧。本文是系列第一篇，介绍了数组的相关题目，重点是要掌握双指针算法、二分查找算法。

下面文章是在《代码随想录》和《labuladong的算法笔记》题目中的具体实践：
【笔记】数组
【笔记】链表
【笔记】哈希表
【笔记】字符串
【笔记】栈与队列
【笔记】二叉树

0、总结

• 双指针，快慢双指针（用于数组覆盖），左右双指针（二分查找），滑动窗口（长度最小子数组）
• 有序数组+无重复，必然想到 二分查找 及其变体，找target，找左边界，找右边界，需要坚持闭区间
• 用循环不变量的模拟（螺旋数组）

1、二分查找-左右双指针

算法框架

注意，…号出现的四处位置，根据是否闭区间/左闭右开，是否返回一个索引/索引边界，而不同，下面我都坚持闭区间的写法

int binarySearch(int[] nums, int target) {
    int left = 0, right = 1、...;

    while(2、...) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        if (nums[mid] == target) {
            3、...
        } else if (nums[mid] < target) {
            left = 3、...
        } else if (nums[mid] > target) {
            right = 3、...
        }
    }
    return 4、...;
}

704. 二分查找 - 力扣（LeetCode）

思路：二分查找最基础版本，采用左闭右闭区间，因此注意这四处

1、high初始化指向最末尾元素

2、while中的判断是 <= ，因为当 left == right 时区间依然有意义

3、mid每次必须加减1，相等即返回

4、未找到返回-1

另外，写成 if - else if 形式，将逻辑分支判断展开，更有助于理解

【不足】若target有多个值，该解法只能返回其中一个值

class Solution {
public:
    int search(vector<int>& nums, int target) {
        int low = 0;
        int high = nums.size() - 1; // 1
        // 当left == right，区间[left, right]依然有效，所以用 <=
        while (low <= high) { // 2
            int mid = low + (high - low) / 2;
            if (nums[mid] > target) high = mid - 1; // 3
            if (nums[mid] < target) low = mid + 1; // 3
            if (nums[mid] == target) return mid; // 3
        }
        return -1; // 4
    }
};

35. 搜索插入位置 - 力扣（LeetCode）

思路：二分法的变体，能处理如下四种情况：

• 目标值在数组所有元素之前
• 目标值等于数组中某一个元素
• 目标值插入数组中的位置
• 目标值在数组所有元素之后

class Solution {
public:
    int searchInsert(vector<int>& nums, int target) {
        int low = 0;
        int high = nums.size() - 1;
        while (low <= high) {
            int mid = low + (high - low) / 2;
            if (nums[mid] > target) high = mid - 1;
            if (nums[mid] < target) low = mid + 1;
            if (nums[mid] == target) return mid;
        }
        return high + 1;
    }
};

！！！以上两种情况，只适合无重复元素+数组升序的版本

34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置 - 力扣（LeetCode）

思路：二分查找变体，能找到target的左右边界

寻找target在数组里的左右边界，有如下三种情况：

• 情况一：target 在数组范围的右边或者左边，例如数组{3, 4, 5}，target为2或者数组{3, 4, 5},target为6，此时应该返回{-1, -1}
• 情况二：target 在数组范围中，且数组中存在target，例如数组{3,6,7},target为6，此时应该返回{1, 1}
• 情况三：target 在数组范围中，且数组中不存在target，例如数组{3,6,7},target为5，此时应该返回{-1, -1}

注意：寻找右边界时，nums[mid] > target时，直接减小right = mid - 1，**当 nums[mid] == target 时，不要立即返回，而是增大「搜索区间」的左边界 left，通过left = mid + 1，rightBorder = left，使得区间不断向右靠拢，达到锁定右侧边界的目的，nums[mid] < target时，left = mid + 1，因此小于和等于target的情况合并为一种。**左边界同理。

class Solution {
public:
    vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
        int leftBorder = getLeftBorder(nums, target);
        int rightBorder = getRightBorder(nums, target);
        cout << leftBorder << endl;
        cout << rightBorder << endl;
        // 情况一，边界值从未被更新，说明 target 在数组范围的右边或者左边
        if (leftBorder == -2 || rightBorder == -2) return {-1, -1};
        // 情况二，边界值相差大于1，说明中间至少夹着一个target
        if (rightBorder - leftBorder > 1) return {leftBorder + 1, rightBorder - 1};
        // 情况三，边界值相邻，target 在数组范围中，但是数组中不存在target
        return {-1, -1};
    }
    // 寻找右边界，不包括target
    int getRightBorder(vector<int>& nums, int target) {
        int left = 0;
        int right = nums.size() - 1;
        // 记录初始值
        int rightBorder = -2;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] > target) {
                right = mid - 1;
            } else if (nums[mid] <= target) { // 寻找右边界，找到target时先别返回，继续更新left
                left = mid + 1;
                rightBorder = left;
            }
        }
        return rightBorder;
    }
    int getLeftBorder(vector<int>& nums, int target) {
        int left = 0;
        int right = nums.size() - 1;
        // 记录初始值
        int leftBorder = -2;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1;
            } else if (nums[mid] >= target) { // 寻找左边界，用 right 来逼近
                right = mid - 1;
                leftBorder = right;
            }
        }
        return leftBorder;
    }
};

69. x 的平方根 - 力扣（LeetCode）

思路：二分查找变体，在1到x中，用二分查找，寻找x的平方根。避免平方运算溢出，应用除法代替。

由于返回类型是整数，结果只保留 整数部分 ，小数部分将被 舍去 。

class Solution {
public:
    int mySqrt(int x) {
        if (x == 0 || x == 1) return x;
        int left = 1;
        int right = x;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            // 用除法判断，避免溢出
            int temp = x / mid;
            if (temp > mid) { // mid平方小于x，增大左边界
                left = mid + 1;
            } else if (temp < mid) { // mid平方大于x，减小右边界
                right = mid - 1;
            } else if (temp == mid) { // 找到x = mid平方就返回
                return mid;
            }
        }
        return right;    
    }
};

367. 有效的完全平方数 - 力扣（LeetCode）

思路：二分搜索！注意在temp = mid时要做判断，如果num可以整除mid则返回true，否则说明出现了 mid * mid < num的情况，需要增大左边界，然后继续循环判断

class Solution {
public:
    bool isPerfectSquare(int num) {
        if (num == 1) return true;
        int left = 0;
        int right = num;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            // 用除法判断，避免溢出
            int temp = num / mid;
            if (temp > mid) { // mid平方小于x，增大左边界
                left = mid + 1;
            } else if (temp < mid) { // mid平方大于x，减小右边界
                right = mid - 1;
            } else { 
                if (num % mid == 0) return true; // num是完全平方数就返回true
                else left = mid + 1; // 说明存在余数，即mid^2 < num的情况
            }
        }
        return false;
    }
};

2、从前到后原地修改数组-快慢双指针

27. 移除元素 - 力扣（LeetCode）

思路：双指针法（快慢指针法）： 通过一个快指针和慢指针在一个for循环下完成两个for循环的工作。 要知道数组的元素在内存地址中是连续的，不能单独删除数组中的某个元素，只能覆盖。

因此定义快慢指针，当快指针遇见不需要删除的元素时，才从慢指针开始重新覆盖数组

• 快指针：寻找新数组的元素 ，新数组就是不含有目标元素的数组
• 慢指针：指向更新 新数组下标的位置

注意，本题不考虑resize的问题

class Solution {
public:
    // 返回新长度，同时修改数组
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
        int j = 0;
        for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
            if (nums[i] != val) {
                nums[j++] = nums[i];
            }
        }
        // 本题不需要考虑数组中超出新长度后面的元素
        // nums.resize(j);
        return j;
    }
};

26. 删除有序数组中的重复项 - 力扣（LeetCode）

思路：定义快慢指针，分别指向第一个和第二个元素，当快、慢指针所指向元素不相等时，才从慢指针指向的下一个元素开始覆盖数组

注意：先slow++再修改，最后返回slow + 1

class Solution {
public:
    int removeDuplicates(vector<int>& nums) {
        if (nums.size() == 1) return 1;
        int slow = 0;
        for (int fast = 1; fast < nums.size(); ++fast) {
            if (nums[slow] != nums[fast]) nums[++slow] = nums[fast];
        }
        return slow + 1;
    }
};

80. 删除有序数组中的重复项 II - 力扣（LeetCode）

思路：双指针，使得出现次数超过两次的元素只出现两次 ，fast指向的元素和slow - 2不相等时，才从slow开始覆盖

class Solution {
public:
    int removeDuplicates(vector<int>& nums) {
        // 只含1或2个元素，直接返回
        if (nums.size() <= 2) return nums.size();
        // slow从指向第三个元素开始
        int slow = 2;
        for (int fast = 2; fast < nums.size(); ++fast) {
            // 保证元素至多出现两次
            if (nums[fast] != nums[slow - 2]) {
                nums[slow++] = nums[fast];
            }
        }
        return slow;
    }
};

283. 移动零 - 力扣（LeetCode）

思路：双指针，每次fast遇到非0元素时，和slow交换，不会改变原来非0元素的相对位置

class Solution {
public:
    void moveZeroes(vector<int>& nums) {
        if (nums.size() == 1) return;
        int slow = 0;
        // 每次把fast的非零值和slow指向的0交换
        for (int fast = 0; fast < nums.size(); ++fast) {
            if (nums[fast] != 0) {
                swap(nums[slow], nums[fast]);
                ++slow;
            }
        }
    }
};

3、从后到前遍历-双指针、左右双指针

844. 比较含退格的字符串 - 力扣（LeetCode）

• 思路一：双指针，一次操作两个字符串，从后向前逐位比较，先删除两个字符串目前遇到的#，直到指向非#字符或遍历完串。消除完#后，进行比较，若不相等直接返回false，否则进行下一轮比较

class Solution {
public:
    bool backspaceCompare(string s, string t) {
        int sSkipNum = 0;
        int tSkipNum = 0;
        int i = s.size() - 1;
        int j = t.size() - 1;
        // 从后向前，逐位消除，逐位比较
        while (1) {
            // 如果遇到#，进行消除，直到当前指向不为#
            while (i >= 0) {
                if (s[i] == '#') ++sSkipNum;
                else if (s[i] != '#') {
                    if (sSkipNum > 0) --sSkipNum;
                    else break;
                }
                --i;
            }
            while (j >= 0) {
                if (t[j] == '#') ++tSkipNum;
                else if (t[j] != '#') {
                    if (tSkipNum > 0) --tSkipNum;
                    else break;
                }
                --j;
            }
            // 消除完#后，进行比较，准备下一轮消除和比较
            if (i < 0 || j < 0) break; // s或t遍历到头了
            if (s[i] != t[j]) return false;
            --i;
            --j;
        }
        // 同时遍历完毕
        if (i == -1 && j == -1) return true;
        return false;
    }
};

• 思路二：将string视为栈，利用栈实现匹配，将非#字符读入栈，若遇到#，弹出栈顶元素

class Solution {
public:
    bool backspaceCompare(string s, string t) {
        string ss;
        string tt;
        for (char c : s) {
            if (c != '#') ss.push_back(c);
            else if (!ss.empty()) ss.pop_back();
        }
        for (char c : t) {
            if (c != '#') tt.push_back(c);
            else if (!tt.empty()) tt.pop_back();
        }
        return ss == tt;
    }
};

977. 有序数组的平方 - 力扣（LeetCode）

思路：左右双指针一次遍历，时间复杂度O(N)，但是本题无法原地修改，只能引入空间复杂度O(N)的新数组用来存放平方后的数组。从两边向中间遍历，每次把较大的数从后向前写入到新数组中。

class Solution {
public:
    vector<int> sortedSquares(vector<int>& nums) {
        int left = 0;
        int right = nums.size() - 1;
        vector<int> result(nums.size(), 0);
        int index = result.size() - 1;
        while (left <= right && index >= 0) {
            if (abs(nums[right]) >= abs(nums[left])) {
                result[index--] = pow(nums[right], 2);
                --right;
            } else {
                result[index--] = pow(nums[left], 2);
                ++left;
            }
        }
        return result;
    }
};

4、滑动窗口-左右双指针+哈希表

算法框架

其中两处 ... 表示的更新窗口数据的地方，到时候直接往里面填就行了，坚持左闭右开版本，减少边界处理时候不必要的麻烦

/* 滑动窗口算法框架 */
void slidingWindow(string s) {
    unordered_map<char, int> window;
    
    int left = 0, right = 0;
    while (right < s.size()) {
        // c 是将移入窗口的字符
        char c = s[right];
        // 增大窗口
        right++;
        // 进行窗口内数据的一系列更新
        1、...

        /*** debug 输出的位置 ***/
        // 注意在最终的解法代码中不要 print
        // 因为 IO 操作很耗时，可能导致超时
        printf("window: [%d, %d)\n", left, right);
        /********************/
        
        // 判断左侧窗口是否要收缩
        while (window needs shrink) {
            // d 是将移出窗口的字符
            char d = s[left];
            // 缩小窗口
            left++;
            // 进行窗口内数据的一系列更新
            2、...
        }
    }
    return 需要的值;
}

4.1 基于数组的滑动窗口

209. 长度最小的子数组 - 力扣（LeetCode）

• hash思路：扩大窗口，将数组元素入windows，计算sum，一旦sum >= target满足条件就要更新result，然后缩小窗口。循环该操作

class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
        int result = INT_MAX;
        int sum = 0;
        // 双指针最难版本，滑动窗口
        unordered_map<int, int> window;
        int left = 0;
        int right = 0;
        while (right < nums.size()) {
            int i = nums[right];
            right++;
            window[i]++;
            sum += i;
            while (sum >= target) {
                result = min(result, right - left);
                int j = nums[left];
                left++;
                window[j]--;
                sum -= j;
            }
        }
        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
    }
};

• 非hash思路：本题只涉及求和，不涉及key的value数目，故可不用哈希

class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
        int result = INT_MAX;
        int sum = 0;
        int left = 0;
        for (int right = 0; right < nums.size(); ++right) {
            // sum小于target时，不断扩大窗口
            sum += nums[right];
            while (sum >= target) {
                result = min(result, right - left + 1);
                // 满足条件，不断缩小窗口
                sum -= nums[left++];
            }
        }
        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
    }
};

904. 水果成篮 - 力扣（LeetCode）

• 思路，本题其实求 至多包含两种元素的最长连续子序列，与上题同理，但应注意，本题用size方法统计key的种类，通过window[j]–收缩窗口后，最后key对应的value为0时，但是key本身还存在，需要手动删除key，否则window.size()的结果不会改变

class Solution {
public:
    int totalFruit(vector<int>& fruits) {
        unordered_map<int, int> window;
        int left = 0, right = 0;
        int result = 0;
        while (right < fruits.size()) {
            // 元素种类不超过2时扩大窗口
            int i = fruits[right++];
            window[i]++;
            // 元素种类大于2时缩小窗口
            while (window.size() > 2) {
                int j = fruits[left++];
                window[j]--;
                // 前面用size计算key的种类，因此key对应的value为0时，key本身还存在，需要手动删除key
                if (window[j] == 0) window.erase(j);
            }
            result = max(result, right - left);
        }
        return result;
    }
};

4.2 基于字符串的滑动窗口

3. 无重复字符的最长子串 - 力扣（LeetCode）

思路：

双指针 的最难版本，滑动窗口，辅助数据结构用unordered_map，map内始终维护着不重复的子串，未遇到重复元素，right++不断扩大窗口，若map中出现重复元素，left++减小窗口直到重复元素被删除

扩大窗口和缩小窗口的操作对称

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        if (s.size() == 0) return 0;
        unordered_map<char, int> window;
        // 双指针
        int left = 0, right = 0;
        int result = 0;
        while (right < s.size()) {
            // 未遇到重复字符串就一直加，right右移
            char c = s[right];
            right++;    
            window[c]++;
            // 有重复left左移直到删除该重复的字符串
            while (window[c] > 1) {
                char d = s[left];
                left++;
                window[d]--;
            }
            // 收缩完后肯定剩下不重复的字串，记录长度
            result = max(result, right - left);
        }
        return result;
    }
};

76. 最小覆盖子串 - 力扣（LeetCode）

思路：

首先，初始化 window 和 need 两个哈希表，记录窗口中的字符和需要凑齐的字符

然后，使用 left 和 right 变量初始化窗口的两端，区间 [left, right) 是左闭右开，所以初始情况下窗口没有包含任何元素

其中 valid 变量表示窗口中满足 need 条件的字符个数，如果 valid 和 need.size 的大小相同，则说明窗口已满足条件，已经完全覆盖了串 T。

注意，本题需要返回 s 中满足覆盖 t 的最小子串，需要记录符合要求字串的起、止位置，便于返回，此外，只有length被更新时候，才能start = left，不因此能用min()

class Solution {
public:
    string minWindow(string s, string t) {
        unordered_map<char, int> window, need;
        for (char ch : t)
            need[ch]++;
        // 左右指针
        int left = 0, right = 0;
        // 符合要求字串的起、止位置
        int start = 0, length = INT_MAX;
        // window中符合need的元素数量
        int valid = 0;
        while (right < s.size()) {
            // 扩大窗口，符合要求的元素才会被记录
            char c = s[right];
            right++;
            // 遇到t中需要的元素，将其放入窗口
            if (need.count(c)) {
                window[c]++;
                // 如果t中的该元素都找到（可能有多个），更新记录
                if (window[c] == need[c])
                    valid++;
            }
            // 当t可以被s的子串覆盖时，更新长度
            while (valid == need.size()) {
                // 只有长度被更新时，才能重新记录子串起始位置，因此不能用min
                if (right - left < length) {
                    start = left;
                    length = right - left;
                }
                // 收缩窗口
                char d = s[left];
                left++;
                // 当要弹出的元素是t中需要的元素时
                if (need.count(d)) {
                    // 只要少了元素就减少valid
                    if (window[d] == need[d])
                        valid--;
                    window[d]--;
                }
            }
        }
        return length == INT_MAX ? "" : s.substr(start, length);
    }
};

567. 字符串的排列 - 力扣（LeetCode）

思路：

题目实际的含义是，s2中是否存在一个子串，包含 s1 中所有字符，且不包含其他字符？就是不含冗余元素，s2中找到子串，恰好是s1串的排列，即窗口大小恰好等于s1.size()

对于这道题的解法代码，基本上和最小覆盖子串一模一样，只需要改变两个地方：

1、本题移动 left 缩小窗口的时机是窗口大小大于 t.size() 时，因为排列嘛，显然长度应该是一样的。

2、当发现 valid == need.size() 时，就说明窗口中就是一个合法的排列，所以立即返回 true。

至于如何处理窗口的扩大和缩小，和最小覆盖子串完全相同。

PS：由于这道题中 [left, right) 其实维护的是一个定长的窗口，窗口大小为 t.size()。因为定长窗口每次向前滑动时只会移出一个字符，所以可以把内层的 while 改成 if，效果是一样的。

class Solution {
public:
    bool checkInclusion(string s1, string s2) {
        unordered_map<char, int> need, window;
        for (char c : s1) need[c]++;
        int left = 0, right = 0;
        int valid = 0;
        while (right < s2.size()) {
            char c = s2[right];
            right++;
            if (need.count(c)) {
                window[c]++;
                if (window[c] == need[c])
                    valid++;
            }
            // 注意收缩窗口的时机
            while (right - left >= s1.size()) {
                // 只要s1中元素已经全部被找到，立即返回
                if (valid == need.size())
                    return true;
                char d = s2[left];
                left++;
                if (need.count(d)) {
                    if (window[d] == need[d])
                        valid--;
                    window[d]--;
                }
            }
        }
        // 均未找到返回false
        return false;
    }
};

438. 找到字符串中所有字母异位词 - 力扣（LeetCode）

思路：

实际上就是找排列，只不过本题需要返回所有有效的排列的起始下标，上题是找到即返回

class Solution {
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) {
        // 新建数组用于收集结果
        vector<int> result;
        result.clear();
        unordered_map<char, int> need, window;
        for (char c : p) need[c]++;
        int left = 0, right = 0;
        int valid = 0;
        while (right < s.size()) {
            char c = s[right];
            right++;
            if (need.count(c)) {
                window[c]++;
                if (window[c] == need[c])
                    valid++;
            }
            while (right - left >= p.size()) {
                // 满足条件不着急返回，存入result
                if (valid == need.size())
                    result.push_back(left);
                char d = s[left];
                left++;
                if (need.count(d)) {
                    if (window[d] == need[d])
                        valid--;
                    window[d]--;    
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

5、螺旋遍历数组

54. 螺旋矩阵 - 力扣（LeetCode）

剑指 Offer 29. 顺时针打印矩阵 - 力扣（LeetCode）

思路：按照右、下、左、上的顺序遍历数组，并使用四个变量圈定未遍历元素的边界

注意：如果考察逆时针，同理

class Solution {
public:
    vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) {
        if (matrix.empty()) return {};
        vector<int> result;
        // 四个边界
        int left = 0;
        int right = matrix[0].size() - 1;
        int top = 0;
        int bottom = matrix.size() - 1;
        // res.size() == m * n 则遍历完整个数组
        while (result.size() < matrix.size() * matrix[0].size()) {
            if (top <= bottom) {
                for (int i = left; i <= right; i++)
                    result.push_back(matrix[top][i]);
                top++;
            }
            if (left <= right) {
                for (int i = top; i <= bottom; i++)
                    result.push_back(matrix[i][right]);
                right--;
            }
            if (top <= bottom) {
                for (int i = right; i >= left; i--)
                    result.push_back(matrix[bottom][i]);
                bottom--;
            }
            if (left <= right) {
                for (int i = bottom; i >= top; i--)
                    result.push_back(matrix[i][left]);
                left++;
            }
        }
        return result;
    }
};

59. 螺旋矩阵 II - 力扣（LeetCode）

思路：现在把矩阵换成方阵，然后由输出元素改为向矩阵中填值，稍微修改上题的代码即可

注意：如果考察逆时针，同理

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {
        vector<vector<int>> matrix(n, vector<int>(n, 0));
        int num = 1;
        // 四个边界
        int left = 0;
        int right = n - 1;
        int top = 0;
        int bottom = n - 1;
        // 打印
        while (num <= n * n) {
            if (top <= bottom) {
                for (int i = left; i <= right; i++)
                    matrix[top][i] = num++;
                top++;
            }
            if (left <= right) {
                for (int i = top; i <= bottom; i++)
                    matrix[i][right] = num++;
                right--;
            }
            if (top <= bottom) {
                for (int i = right; i >= left; i--)
                    matrix[bottom][i] = num++;
                bottom--;
            }
            if (left <= right) {
                for (int i = bottom; i >= top; i--)
                    matrix[i][left] = num++;
                left++;
            }
        }
        return matrix;
    }
};

6、顺时针旋转二维数组90度

48. 旋转图像 - 力扣（LeetCode）

• 思路一：先以主对角线为对称轴进行对称翻转，然后在按每行分别进行翻转，即可实现旋转90度

注意：

1、若问180度，270度（逆时针90度）可以重复上述操作多次

2、考察逆时针旋转90度的话，可以先以副对角线为对称轴进行对称翻转，然后在按每行分别进行翻转

class Solution {
public:
    void rotate(vector<vector<int>>& matrix) {
        int n = matrix.size();
        // 先主对角线做对称
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = i; j < n; j++) {
                swap(matrix[i][j], matrix[j][i]);
            }
        }
        // 然后反转二维矩阵的每一行
        for (int i = 0; i < n; i++) 
            reverse(matrix[i]);
    }
    void reverse(vector<int>& row) {
        for (int i = 0, j = row.size() - 1; i < j; i++, j--)
            swap(row[i], row[j]);
    }
};

• 思路二：先上下翻转，再对角翻转，swap两种用法，翻转一对单个int元素和翻转一对数组

class Solution {
public:
    void rotate(vector<vector<int>>& matrix) {
        int n = matrix.size();
        for (int i = 0; i < n / 2; i++) matrix[i].swap(matrix[n - 1 - i]);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = i; j < n; j++) {
                swap(matrix[i][j], matrix[j][i]);
            }
        }
    }
};

7、接雨水-左右双指针

42. 接雨水 - 力扣（LeetCode）

思路：某个位置能容纳的雨水量和左、右柱子高度较小者，以及该位置本身的高度有关。双指针记录位置，l_max 是 height[0..left] 中最高柱子的高度，r_max 是 height[right..end] 的最高柱子的高度，这两个值的较小者减去该位置的高度，即为该位置能容纳的雨水量。

难点：只知道 height[left] 和 height[right] 的高度，能算出 left 和 right 之间能够盛下多少水吗？不能，因为不知道 left 和 right 之间每个柱子具体能盛多少水，得通过每个柱子的 l_max 和 r_max 来计算才行，即本题考虑柱子宽度

class Solution {
public:
    int trap(vector<int>& height) {
        int left = 0, right = height.size() - 1;
        int l_max = 0, r_max = 0;
        int water = 0;
        while (left < right) {
            // 记录高度
            l_max = max(l_max, height[left]);
            r_max = max(r_max, height[right]);
            // 较小者决定雨水量
            if (l_max < r_max) {
                water += l_max - height[left];
                left++;
            } else {
                water += r_max - height[right];
                right--;
            }
        }
        return water;
    }
};

11. 盛最多水的容器 - 力扣（LeetCode）

思路：本题不考虑柱子宽度，两柱子间盛水量只由较低的柱子高度和两柱子之间距离决定

注意：if 语句移动较低的一边原因，是由于盛水量只由较低的柱子高度决定，如果移动较低的那一边，那条边可能会变高，使得矩形的高度变大，进而就「有可能」使得矩形的面积变大；相反，如果移动较高的那一边，矩形的高度是无论如何都不会变大的，所以不可能使矩形的面积变得更大

class Solution {
public:
    int maxArea(vector<int>& height) {
        int left = 0, right = height.size() - 1;
        int area = 0;
        while (left < right) {
            int tempArea = (right - left) * min(height[left], height[right]);
            area = max(area, tempArea);
            if (height[left] < height[right]) {
                left++;
            } else {
                right--;
            }
        }
        return area;
    }
};