算法及数据结构系列 - 双指针

系列文章目录
算法及数据结构系列 - 二分查找
算法及数据结构系列 - BFS算法
算法及数据结构系列 - 动态规划

框架思路

双指针技巧分为两类，一类是「快慢指针」，一类是「左右指针」。前者解决主要解决链表中的问题，比如典型的判定链表中是否包含环；后者主要解决数组（或者字符串）中的问题，比如二分查找。

快慢指针

面试题 02.08. 环路检测

给定一个有环链表，实现一个算法返回环路的开头节点。

有环链表的定义：在链表中某个节点的next元素指向在它前面出现过的节点，则表明该链表存在环路。

提示: 环的长度为k；快指针走过2k；慢指针走过k

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode fast = head, slow = head;
        boolean hasCycle = false;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast != null && fast == slow){
                hasCycle = true;
                break;
            }
        }
        if(!hasCycle){
            return null;
        }
        fast = head;
        while(fast != slow){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return fast;
    }
}

876. 链表的中间结点

给定一个带有头结点 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。

如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

class Solution {
    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode fast = head, slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

面试题22. 链表中倒数第k个节点

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个节点。为了符合大多数人的习惯，本题从1开始计数，即链表的尾节点是倒数第1个节点。例如，一个链表有6个节点，从头节点开始，它们的值依次是1、2、3、4、5、6。这个链表的倒数第3个节点是值为4的节点。

class Solution {
    public ListNode getKthFromEnd(ListNode head, int k) {
        ListNode fast = head;
        while(k > 1){
            fast = fast.next;
            k--;
        }
        ListNode slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

左右指针

167. 两数之和 II - 输入有序数组

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。

说明:

返回的下标值（index1 和 index2）不是从零开始的。
你可以假设每个输入只对应唯一的答案，而且你不可以重复使用相同的元素。

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] numbers, int target) {
        int i1 = 0, i2 = numbers.length - 1;
        int tmp = numbers[i1] + numbers[i2];
        while(tmp != target){
            if(tmp < target){
                i1++;
            }else{
                i2--;
            }
            tmp = numbers[i1] + numbers[i2];
        }
        return new int[]{
            i1+1, i2+1
        };
    }
}