【双指针】算法例题

二、双指针

25. 验证回文数 ①

26. 判断子序列 ①

27. 两数之和II - 输入有序数组 ②

28. 盛最多水的容器 ②

29. 三数之和 ②

二、双指针

25. 验证回文数 ①

如果在将所有大写字符转换为小写字符、并移除所有非字母数字字符之后，短语正着读和反着读都一样。则可以认为该短语是一个 回文串 。

字母和数字都属于字母数字字符。

给你一个字符串 s，如果它是 回文串 ，返回 true ；否则，返回 false 。

示例 1：

输入: s = "A man, a plan, a canal: Panama"
输出：true
解释："amanaplanacanalpanama" 是回文串。

示例 2：

输入：s = "race a car"
输出：false
解释："raceacar" 不是回文串。

示例 3：

输入：s = " "
输出：true
解释：在移除非字母数字字符之后，s 是一个空字符串 "" 。
由于空字符串正着反着读都一样，所以是回文串。

提示：

1 <= s.length <= 2 * 105
s 仅由可打印的 ASCII 字符组成

方法1：

    public static boolean isPalindrome(String s) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (Character.isUpperCase(c)){
                c = Character.toLowerCase(c);
            }
            if (Character.isLowerCase(c) || Character.isDigit(c)){
                stringBuilder.append(c);
            }
        }
//        比较的时候要把stringBuilder放左边
//        因为stringBuilder.reverse()会改变stringBuilder的值
        if (stringBuilder.toString().equals("") || stringBuilder.toString().equals(stringBuilder.reverse().toString())){
            return true;
        }else {
            return false;
        }
    }

方法2：

    public boolean isPalindrome(String s) {
        int first = 0;
        int last = s.length() - 1;
        char[] chars = s.toCharArray();
        while (first < last) {
            if(chars[first] < 48 || (chars[first] > 57 && chars[first] < 65) || (chars[first] > 90 && chars[first] < 97) || chars[first] > 122) {
                first++;
                continue;
            }
            if(chars[last] < 48 || (chars[last] > 57 && chars[last] < 65) || (chars[last] > 90 && chars[last] < 97) || chars[last] > 122) {
                last--;
                continue;
            }
            if(chars[first] < 97) chars[first] += 32;
            if(chars[last] < 97) chars[last] += 32;
            if(chars[first] != chars[last]) return false;
            first++;
            last--;
        }
        return true;
    }

26. 判断子序列 ①

给定字符串 s 和 t ，判断 s 是否为 t 的子序列。

字符串的一个子序列是原始字符串删除一些（也可以不删除）字符而不改变剩余字符相对位置形成的新字符串。（例如，"ace"是"abcde"的一个子序列，而"aec"不是）。

进阶：

如果有大量输入的 S，称作 S1, S2, ... , Sk 其中 k >= 10亿，你需要依次检查它们是否为 T 的子序列。在这种情况下，你会怎样改变代码？

致谢：

特别感谢 @pbrother 添加此问题并且创建所有测试用例。

示例 1：

输入：s = "abc", t = "ahbgdc"
输出：true

示例 2：

输入：s = "axc", t = "ahbgdc"
输出：false

提示：

0 <= s.length <= 100
0 <= t.length <= 10^4
两个字符串都只由小写字符组成。

方法1（2ms）

    public boolean isSubsequence(String s, String t) {
        int small = 0;
        for (int i = 0; i < t.length(); i++) {
            if (small < s.length() && t.charAt(i) == s.charAt(small)){
                small++;
            }
        }
        if (small == s.length()){
            return true;
        }else {
            return false;
        }
    }

    public boolean isSubsequence(String s, String t) {
        int i = 0, j = 0;
        while (i < s.length() && j < t.length()) {
            if (s.charAt(i) == t.charAt(j)){
                i++;
            }
            j++;
        }
        return i == s.length();
    }

方法2：（0ms）

    public boolean isSubsequence(String s, String t) {//运用数组和String API
        int index=-1;
        for(char ch:s.toCharArray()){
            index=t.indexOf(ch,index+1);
            if(index==-1){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

27. 两数之和II - 输入有序数组 ②

给你一个下标从 1 开始的整数数组 numbers ，该数组已按 非递减顺序排列 ，请你从数组中找出满足相加之和等于目标数 target 的两个数。如果设这两个数分别是 numbers[index1] 和 numbers[index2] ，则 1 <= index1 < index2 <= numbers.length 。

以长度为 2 的整数数组 [index1, index2] 的形式返回这两个整数的下标 index1 和 index2。

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。

你所设计的解决方案必须只使用常量级的额外空间。

示例 1：

输入：numbers = [2,7,11,15], target = 9
输出：[1,2]
解释：2 与 7 之和等于目标数 9 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。

示例 2：

输入：numbers = [2,3,4], target = 6
输出：[1,3]
解释：2 与 4 之和等于目标数 6 。因此 index1 = 1, index2 = 3 。返回 [1, 3] 。

示例 3：

输入：numbers = [-1,0], target = -1
输出：[1,2]
解释：-1 与 0 之和等于目标数 -1 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。

提示：

2 <= numbers.length <= 3 * 104
-1000 <= numbers[i] <= 1000
numbers 按 非递减顺序 排列
-1000 <= target <= 1000
仅存在一个有效答案

方法1：（447ms）

    public int[] twoSum(int[] numbers, int target) {
        int[] result = new int[2];
        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            for (int j = numbers.length - 1; j > i; j--) {
                if (numbers[j] == target - numbers[i]){
                     result[0] = i + 1;
                     result[1] = j + 1;
                     return result;
                }
            }
        }
        return result;
    }

（1ms）

    public int[] twoSum(int[] numbers, int target) {
        int[] result = new int[2];
        int left = 0;
        int right = numbers.length - 1;
        while (true){
            if (numbers[left] + numbers[right] > target){
                right--;
            }else if (numbers[left] + numbers[right] < target){
                left++;
            }else {
                result[0] = left + 1;
                result[1] = right + 1;
                return result;
            }
        }
    }

28. 盛最多水的容器 ②

给定一个长度为 n 的整数数组 height 。有 n 条垂线，第 i 条线的两个端点是 (i, 0) 和 (i, height[i]) 。

找出其中的两条线，使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。

返回容器可以储存的最大水量。

说明：你不能倾斜容器。

示例 1：

输入：[1,8,6,2,5,4,8,3,7]
输出：49 
解释：图中垂直线代表输入数组 [1,8,6,2,5,4,8,3,7]。在此情况下，容器能够容纳水（表示为蓝色部分）的最大值为 49。

示例 2：

输入：height = [1,1]
输出：1

提示：

n == height.length
2 <= n <= 105
0 <= height[i] <= 104

方法1：（3ms）

    public static int maxArea(int[] height) {
        int left = 0;
        int right = height.length - 1;
        int area = 0;
        while (left < right){
            int min = Math.min(height[left], height[right]);
            if (min * (right - left) > area){
                area = min * (right - left);
            }
            if (min == height[left]){
                left++;
            }else {
                right--;
            }
        }
        return area;
    }

方法2：（1ms）

    public int maxArea(int[] height) {
        int l = 0;
        int r = height.length-1;
        int max = 0;
        int minH;
        while(l<r){
            minH = Math.min(height[l],height[r]);
            max = Math.max(max,minH*(r-l));
           while(l<r&&height[l]<=minH) ++l;
           while(l<r&&height[r]<=minH) --r;
        }
        return max;
    }

29. 三数之和 ②

给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请

你返回所有和为 0 且不重复的三元组。

注意：答案中不可以包含重复的三元组。

示例 1：

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

示例 2：

输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。

示例 3：

输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。

提示：

3 <= nums.length <= 3000
-105 <= nums[i] <= 105

方法1：（通过311/312）

    public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        ArrayList<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int left = i;
            int right = nums.length - 1;
            int mid = left + 1;
            while (mid < right){

                if (nums[mid] + nums[right] + nums[left] < 0){
                    mid++;
                }else if (nums[mid] + nums[right] + nums[left] > 0){
                    right--;
                }else {
                    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
                    list.add(nums[left]);
                    list.add(nums[mid]);
                    list.add(nums[right]);
                    mid++;
                    right--;
                    if (!result.contains(list)){
                        result.add(list);
                    }
                }

            }
        }
        return result;
    }

对以上代码的修改，使得通过所有用例：（38ms）

    public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        ArrayList<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int left = i;
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]){
                continue;
            }
            int right = nums.length - 1;
            int mid = left + 1;
            while (mid < right){

                if (nums[mid] + nums[right] + nums[left] < 0){
                    mid++;
                }else if (nums[mid] + nums[right] + nums[left] > 0){
                    right--;
                }else {
                    result.add(Arrays.asList(nums[left], nums[mid], nums[right]));
                    while (mid < right && nums[mid +1] == nums[mid]){
                        mid++;
                    }
                    while (mid < right && nums[right] == nums[right - 1]){
                        right--;
                    }
                    mid++;
                    right--;
                }
            }
        }
        return result;
    }

方法2：

    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        //定义一个结果集
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        //数组的长度
        int len = nums.length;
        //当前数组的长度为空，或者长度小于3时，直接退出
        if(nums == null || len <3){
            return res;
        }
        //将数组进行排序
        Arrays.sort(nums);
        //遍历数组中的每一个元素
        for(int i = 0; i<len;i++){
            //如果遍历的起始元素大于0，就直接退出
            //原因，此时数组为有序的数组，最小的数都大于0了，三数之和肯定大于0
            if(nums[i]>0){
                break;
            }
            //去重，当起始的值等于前一个元素，那么得到的结果将会和前一次相同
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) continue;
            int l = i +1;
            int r = len-1;
            //当 l 不等于 r时就继续遍历
            while(l<r){
                //将三数进行相加
                int sum = nums[i] + nums[l] + nums[r];
                //如果等于0，将结果对应的索引位置的值加入结果集中
                if(sum==0){
                    // 将三数的结果集加入到结果集中
                    res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[l], nums[r]));
                    //在将左指针和右指针移动的时候，先对左右指针的值，进行判断
                    //如果重复，直接跳过。
                    //去重，因为 i 不变，当此时 l取的数的值与前一个数相同，所以不用在计算，直接跳
                    while(l < r && nums[l] == nums[l+1]) {
                        l++;
                    }
                    //去重，因为 i不变，当此时 r 取的数的值与前一个相同，所以不用在计算
                    while(l< r && nums[r] == nums[r-1]){
                        r--;
                    } 
                    //将 左指针右移，将右指针左移。
                    l++;
                    r--;
                    //如果结果小于0，将左指针右移
                }else if(sum < 0){
                    l++;
                    //如果结果大于0，将右指针左移
                }else if(sum > 0){
                    r--;
                }
            }
        }
        return res;
    }

方法3：（9ms）

    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (nums == null || nums.length < 3) return res;
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
            if (i != 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            int low = i + 1;
            int high = nums.length - 1;
            while (low < high) {
                int sum = nums[low] + nums[high] + nums[i];
                if (sum == 0) {
                    List<Integer> item = new ArrayList<Integer>();
                    item.add(nums[i]);
                    item.add(nums[low]);
                    item.add(nums[high]);
                    res.add(item);
                    low++;
                    high--;
                    while (low < high && nums[low] == nums[low - 1]) low++;
                    while (low < high && nums[high] == nums[high + 1]) high--;
                } else if (sum > 0) {
                    high--;
                } else {
                    low++;
                }
            }
        }
        return res;
    }