用javascript分类刷leetcode7.双指针(图文视频讲解)

双指针

普通指针：两指针同一方向或不同方向
对撞指针：两指针互相靠拢
快慢指针：一快一慢

141. 环形链表 (easy)

给你一个链表的头节点 head ，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。注意：pos 不作为参数进行传递。仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环，则返回 true 。否则，返回 false 。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

提示：

链表中节点的数目范围是 [0, 104]
-105 <= Node.val <= 105
pos 为 -1 或者链表中的一个有效索引。

进阶：你能用 O(1)（即，常量）内存解决此问题吗？

方法1.哈希表或set:

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思路：准备一个map或者set，然后循环链表，每次遍历到一个节点的时候，判断当前节点是否在map中存在，如果不存在就把当前节点加入map中，如果存在的话说明之前访问过此节点，也就说明了这条链表有环。
复杂度分析：时间复杂度O(n)，n是链表的数量，最差的情况下每个节点都要遍历。空间复杂度O(n)，n是存储遍历过的节点的map或者set

js:

var hasCycle = (head) => {
    let map = new Map();
    while (head) {
        if (map.has(head)) return true;//如果当前节点在map中存在就说明有环
        map.set(head, true);//否则就加入map
        head = head.next;//迭代节点
    }
    return false;//循环完成发现没有重复节点，说明没环
};

方法2.快慢指针

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思路：准备两个指针fast和slow，循环链表，slow指针初始也指向head，每次循环向前走一步，fast指针初始指向head，每次循环向前两步，如果没有环，则快指针会抵达终点，如果有环，那么快指针会追上慢指针
复杂度：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

js:

var hasCycle = function (head) {
    //设置快慢指针
    let slow = head;
    let fast = head;
    //如果没有环，则快指针会抵达终点，否则继续移动双指针
    while (fast && fast.next) {
        slow = slow.next;
        fast = fast.next.next;
        //快慢指针相遇，说明含有环
        if (slow == fast) {
            return true;
        }
    }

    return false;
};

142. 环形链表 II (medium)

给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。如果链表无环，则返回 null。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

不允许修改链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：返回索引为 1 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：返回索引为 0 的链表节点
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：返回 null
解释：链表中没有环。

提示：

链表中节点的数目范围在范围 [0, 104] 内
-105 <= Node.val <= 105
pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引

进阶：你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？

方法1.哈希表

思路：遍历链表，将节点加入一个set中，每次判断当前节点是否在set中，如果存在重复的节点，这个节点就是入环节点
复杂度：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

js：

var detectCycle = function(head) {
    const visited = new Set();
    while (head !== null) {//终止条件，如果没有环 跳出循环
        if (visited.has(head)) {//如果存在重复的节点，这个节点就是入环节点
            return head;
        }
        visited.add(head);//将节点加入set中
        head = head.next;
    }
    return null;
};

方法2.快慢指针

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ds_175

思路：慢指针移动两步，快指针移动一步，相遇之后，快指针变成头指针，然后每次快慢指针各走一步直到相遇，相遇的节点就是入环节点
复杂度：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

js：

var detectCycle = function(head) {
    if (head === null) {
        return null;
    }
    let slow = head, fast = head;
    while (fast !== null) {
        slow = slow.next;//慢指针移动两步，快指针移动一步
        if (fast.next !== null) {
            fast = fast.next.next;
        } else {
            return null;//如果没有环 之间返回null
        }
        if (fast === slow) {//有环
            let fast = head;
              //快指针指向头节点，然后每次快慢指针各走一步直到相遇，相遇的节点就是入环节点
            while (fast !== slow) {
                fast = fast.next;
                slow = slow.next;
            }
            return fast;
        }
    }
    return null;
};

15. 三数之和 (medium)

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.暴力求解，对于三个数字，循环3次，分别计算和，时间复杂度O(n^3)

方法2.c=-(a+b): 确定了a和b，那就可以想两数之和一样，在map中寻找-(a+b)，减少一层循环，时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(n)。

方法3.排序然后查找

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思路：先排序数组，数组长度必须大于3，循环数组，假如当前循环到了i索引，则定义两个指针L = i+1，和R = nums.length-1,如果和sum=nums[i] + nums[L] + nums[R]小于0，则向右移动左指针，如果sum大于0，则左移右指针，如果sum等于0，则正好找到了这3个数，然后在尝试L++,R--，继续寻找中间是否有三个数之和等于0，注意在循环的过程中遇见相同的三个数需要去重。
复杂度分析：时间复杂度O(n^2)，n为数组的长度。空间复杂度O(logn)，即排序所需要的空间

js:

var threeSum = function(nums) {
    let ans = [];
    const len = nums.length;
    if(nums == null || len < 3) return ans;//数组的长度大于3
    nums.sort((a, b) => a - b); // 排序
    for (let i = 0; i < len ; i++) {
        if(nums[i] > 0) break; // 如果当前数字大于0，则三数之和一定大于0，所以结束循环
        if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) continue; // 去重
        let L = i+1;
        let R = len-1;
        while(L < R){//虽然里面还有两个循环，但是整体的L和R移动的时间内复杂度还是o(n)
            const sum = nums[i] + nums[L] + nums[R];
            if(sum == 0){
                ans.push([nums[i],nums[L],nums[R]]);
                while (L<R && nums[L] == nums[L+1]) L++; // 去重
                while (L<R && nums[R] == nums[R-1]) R--; // 去重
                L++;
                R--;
            }
            else if (sum < 0) L++;
            else if (sum > 0) R--;
        }
    }        
    return ans;
};

160. 相交链表（easy）

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表不存在相交节点，返回 null 。

图示两个链表在节点 c1 开始相交：

题目数据保证整个链式结构中不存在环。

注意，函数返回结果后，链表必须保持其原始结构。

自定义评测：

评测系统的输入如下（你设计的程序不适用此输入）：

intersectVal - 相交的起始节点的值。如果不存在相交节点，这一值为 0
listA - 第一个链表
listB - 第二个链表
skipA - 在 listA 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
skipB - 在 listB 中（从头节点开始）跳到交叉节点的节点数
评测系统将根据这些输入创建链式数据结构，并将两个头节点 headA 和 headB 传递给你的程序。如果程序能够正确返回相交节点，那么你的解决方案将被视作正确答案。

示例 1：

输入：intersectVal = 8, listA = [4,1,8,4,5], listB = [5,6,1,8,4,5], skipA = 2, skipB = 3
输出：Intersected at ‘8’
解释：相交节点的值为 8 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [4,1,8,4,5]，链表 B 为 [5,6,1,8,4,5]。
在 A 中，相交节点前有 2 个节点；在 B 中，相交节点前有 3 个节点。
— 请注意相交节点的值不为 1，因为在链表 A 和链表 B 之中值为 1 的节点 (A 中第二个节点和 B 中第三个节点) 是不同的节点。换句话说，它们在内存中指向两个不同的位置，而链表 A 和链表 B 中值为 8 的节点 (A 中第三个节点，B 中第四个节点) 在内存中指向相同的位置。

示例 2：

输入：intersectVal = 2, listA = [1,9,1,2,4], listB = [3,2,4], skipA = 3, skipB = 1
输出：Intersected at ‘2’
解释：相交节点的值为 2 （注意，如果两个链表相交则不能为 0）。
从各自的表头开始算起，链表 A 为 [1,9,1,2,4]，链表 B 为 [3,2,4]。
在 A 中，相交节点前有 3 个节点；在 B 中，相交节点前有 1 个节点。
示例 3：

输入：intersectVal = 0, listA = [2,6,4], listB = [1,5], skipA = 3, skipB = 2
输出：null
解释：从各自的表头开始算起，链表 A 为 [2,6,4]，链表 B 为 [1,5]。
由于这两个链表不相交，所以 intersectVal 必须为 0，而 skipA 和 skipB 可以是任意值。
这两个链表不相交，因此返回 null 。

提示：

listA 中节点数目为 m
listB 中节点数目为 n
1 <= m, n <= 3 * 104
1 <= Node.val <= 105
0 <= skipA <= m
0 <= skipB <= n
如果 listA 和 listB 没有交点，intersectVal 为 0
如果 listA 和 listB 有交点，intersectVal == listA[skipA] == listB[skipB]

进阶：你能否设计一个时间复杂度 O(m + n) 、仅用 O(1) 内存的解决方案？

方法1:哈希表

思路：将链表A存入set中，第一个相同的节点就是重合的节点
复杂度：时间复杂度O(m+n)，m、n分别是两个链表的长度。空间复杂度O(m)

js：

var getIntersectionNode = function(headA, headB) {
    const visited = new Set();
    let temp = headA;
    while (temp !== null) {//将链表A存入set中
        visited.add(temp);
        temp = temp.next;
    }
    temp = headB;
    while (temp !== null) {
        if (visited.has(temp)) {//第一个相同的节点就是重合的节点
            return temp;
        }
        temp = temp.next;
    }
    return null;
};

方法2:双指

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思路：用双指针pA 、pB循环俩个链表，链表A循环结束就循环链表B，链表A循环结束就循环链表B，当pA == pB时就是交点，因为两个指针移动的步数一样
复杂度：时间复杂度O(m+n)，m、n分别是两个链表的长度。空间复杂度O(1)

js：

var getIntersectionNode = function(headA, headB) {
    if (headA === null || headB === null) {
        return null;
    }
    let pA = headA, pB = headB;
    while (pA !== pB) {
        pA = pA === null ? headB : pA.next;//链表A循环结束就循环链表B    
        pB = pB === null ? headA : pB.next;//链表A循环结束就循环链表B    
    }
    return pA;//当pA == pB时就是交点
};

11. 盛最多水的容器（medium）

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:双指针

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思路：用双指针i，j循环height数，i，j对应高度较小的那个先向内移动，不断计算面积，更新最大面积
复杂度：时间复杂度O(n)，n是数组height的长度，遍历一次。空间复杂度O(1)

js：

var maxArea = function(height) {
    let max = 0;
    for (let i = 0, j = height.length - 1; i < j;) {//双指针i，j循环height数组
          //i，j较小的那个先向内移动 如果高的指针先移动，那肯定不如当前的面积大
        const minHeight = height[i] < height[j] ? height[i++] : height[j--];
        const area = (j - i + 1) * minHeight;//计算面积
        max = Math.max(max, area);//更新最大面积
    }
    return max;
};

876. 链表的中间结点（easy)

给定一个头结点为 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。

示例 1：

输入：[1,2,3,4,5]
输出：此列表中的结点 3 (序列化形式：[3,4,5])
返回的结点值为 3 。 (测评系统对该结点序列化表述是 [3,4,5])。
注意，我们返回了一个 ListNode 类型的对象 ans，这样：
ans.val = 3, ans.next.val = 4, ans.next.next.val = 5, 以及 ans.next.next.next = NULL.
示例 2：

输入：[1,2,3,4,5,6]
输出：此列表中的结点 4 (序列化形式：[4,5,6])
由于该列表有两个中间结点，值分别为 3 和 4，我们返回第二个结点。

提示：

给定链表的结点数介于 1 和 100 之间。

思路：快慢指针遍历，直到快指针到达最后
复杂度：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

js：

var middleNode = function(head) {
    slow = fast = head;
    while (fast && fast.next) {//快慢指针遍历，直到快指针到达最后
        slow = slow.next;
        fast = fast.next.next;
    }
    return slow;
};