双指针算法，基础算法实践，基本的算法的思想，双指针算法的实现

news2025/1/20 5:58:51

一，定义

双指针算法是一种常用于解决数组和链表问题的算法技巧。它的核心思想是使用两个指针在数据结构中按照一定的规则移动，从而达到快速搜索或处理数据的目的。这个技巧通常用于优化算法，降低时间复杂度，提高程序的执行效率。双指针算法有多种应用场景，以下是其中一些常见的情况：

快慢指针：在链表中，快慢指针常用于判断是否存在环，找到环的起点，以及求解中位数等问题。快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步，它们会以不同的速度遍历链表，从而实现一些特定的目标。
左右指针：在数组或字符串中，左右指针常用于搜索满足某种条件的元素。左指针从开头开始，右指针从末尾开始，它们根据问题的要求逐渐向中间靠拢，通常在搜索有序数组或字符串中的元素时非常高效。
对撞指针：在有序数组中查找两个数的和等于特定值，对撞指针是一种常见的解决方法。左指针从开头开始，右指针从末尾开始，它们根据和的大小逐渐接近目标值。

双指针算法的优点在于它通常具有较低的空间复杂度，因为它只需要存储两个指针。同时，双指针算法的时间复杂度通常较低，因为它们在遍历过程中减少了不必要的比较和计算。

简单的来看一下双指针的思想的最常见的两种思想，快慢指针和对撞指针两种方法，实话说双指针算法更像是一种模拟的思想，不过是对工具的模拟来完成的，使用的时候重点： 指针和指针所用维护的序列。

图示
在这里插入图片描述

二，常见的双指针题型

以下是几个常见的经典双指针题型：

两数之和（Two Sum） ：
- 题目描述：给定一个整数数组和一个目标值，找出数组中两个数的和等于目标值的索引。
- 解题思路：使用一个哈希表来记录已经遍历过的元素，同时使用双指针来查找满足条件的两个数。
反转字符串（Reverse String） ：
- 题目描述：给定一个字符数组，将其反转。
- 解题思路：使用双指针，一个指向数组开头，另一个指向数组末尾，然后交换它们指向的元素，直到两指针相遇。
盛最多水的容器（Container With Most Water） ：
- 题目描述：给定一组垂直线段，每个线段的长度表示该位置的高度，选择两个线段，使得它们和 x 轴构成的容器
- 解题思路：使用双指针，一个指向数组开头，另一个指向数组末尾，然后根据指针指向的线段高度和宽度计算容器的面积，并不断移动指针以找到最大面积。
三数之和（3Sum） ：
- 题目描述：给定一个整数数组，找出所有不重复的三元组，使得三元组的和等于零。
- 解题思路：使用双指针，首先将数组排序，然后使用一个外循环遍历数组中的每个元素，内部使用双指针来寻找满足条件的三元组。
合并两个有序数组（Merge Two Sorted Arrays） ：
- 题目描述：给定两个有序整数数组，将它们合并成一个有序数组。
- 解题思路：使用双指针，一个指向第一个数组的末尾，另一个指向第二个数组的末尾，然后从后向前合并数组中的元素。
最长回文子串（Longest Palindromic Substring） ：
- 题目描述：给定一个字符串，找出最长的回文子串。
- 解题思路：使用双指针，从每个字符向两侧扩展，同时检查扩展后的子串是否是回文，记录最长的回文子串。