發現算法之美-雙指針之對撞指針

時間 2020-06-06

標籤發現算法之美指針對撞简体版

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什麼是對撞指針？前端
- 初識
- 算法圖
- 對撞過程圖
JavaScript中的Array與對撞指針git
- 在js中，如何定義對撞指針？
- 實現一個最簡對撞指針
leetcode 對撞指針解法題目github
- 7.整數反轉（easy）
- 9.迴文數（easy）
- 27.移除元素（easy）
- 125.驗證迴文串（easy）
- 167.兩數之II-輸入有序數組（easy）
- 190.顛倒二進制位（easy）
- 344.反轉字符串（easy）
- 345.反轉字符串中的元音字母（easy）
- 11.盛水最多的容器（medium）

什麼是對撞指針？

初識

對撞指針是雙指針算法之一。
對撞指針從兩端向中間迭代數組。一個指針從始端開始，另外一個從末端開始。
對撞指針的終止條件是兩個指針相遇。
對撞指針經常使用於排序數組。

算法圖

對撞過程圖

167.兩數之II-輸入有序數組（easy）的對撞過程圖。
藍色指針：頭指針紅色指針：尾指針終止條件：頭尾指針對撞
算法

JavaScript中的Array與對撞指針

在js中，如何定義對撞指針？

命名

頭尾指針的命名能夠爲：segmentfault

i, j
head, tail
start, end

初始值

頭指針：0
尾指針：數組長度減一

let arr = [1, 7, 5, 2];
let head = 0;
let tail = arr.length -1;

實現一個最簡對撞指針

var arr = new Array(10).fill(0).map((num,i)=>num+i);
var i =0;
var j = arr.length - 1;
while(i<j){
  i++;
  j--;
}
var collision = [i - 1, j + 1]
var tip = `Array's head and tail had a collision between ${collision[0]} and ${collision[1]}`;
console.log(tip); // Array's head and tail had a collision between 4 and 5

leetcode 對撞指針解法題目

7.整數反轉（easy）
9.迴文數（easy）
27.移除元素（easy）
125.驗證迴文串（easy）
167.兩數之II-輸入有序數組（easy）
190.顛倒二進制位（easy）
344.反轉字符串（easy）
345.反轉字符串中的元音字母（easy）
11.盛水最多的容器（medium）

7.整數反轉（easy）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...數組

var reverse = function (x) {
  /**
   * 解法2.指針對撞法
   * 性能：96 ms 35.38% 35.9 MB 77.35%
   */
  var sign = Math.sign(x);
  var arr = x.toString().split("");
  //
  if (sign === -1) {
    arr.shift();
  }
  // 指針對撞開始
  var i = 0;
  var j = arr.length - 1;
  while (i < j) {
    swap(arr, i, j);
    i++;
    j--;
  }
  function swap(arr, i, j) {
    var temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
  }
  // 指針對撞結束
  var rX = parseInt(arr.join(""));
  var result = sign * rX;
  var min = -Math.pow(2, 31);
  var max = Math.pow(2, 31) - 1;
  if (rX < min || rX > max) return 0;
  return result;
};

9.迴文數（easy）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...瀏覽器

var isPalindrome = function (x) {
  /**
   * 解法3：對撞指針法
   * 性能：244ms 45.5MB
   */
  var strArr = `${x}`.split("");
  var i = 0;
  var j = strArr.length - 1;
  while (i < j) {
    if (strArr[i] !== strArr[j]) {
      return false;
    }
    i++;
    j--;
  }
  return true;
};

27.移除元素（easy）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...微信

var removeElement = function (nums, val) {
  /**
   * 解法2：對撞指針
   * 性能：64ms 33.9MB
   */
  var i = 0;
  var j = nums.length - 1;
  while (i <= j) {
    if (nums[i] === val) {
      nums.splice(i, 1);
      j--;
    } else if (nums[j] === val) {
      nums.splice(j, 1);
      j--;
    } else {
      i++;
    }
  }
  return nums.length;
};

125.驗證迴文串（easy）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...前端工程師

var isPalindrome = function (s) {
  /**
   * 解法1：正則 + 對撞指針
   * 性能：76ms 89.76% 37.5MB 70.83%
   */
  var parlinDrome = s.replace(/[^\w]/g, "").replace(/_/g, "").toLowerCase();
  var strArr = parlinDrome.split("");
  var i = 0;
  var j = strArr.length - 1;
  while (i < j) {
    if (strArr[i] !== strArr[j]) {
      return false;
    }
    i++;
    j--;
  }
  return true;
};

167.兩數之II-輸入有序數組（easy）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...性能

var twoSum = function (numbers, target) {
  /**
   * 解法2：對撞指針
   * 性能：68ms 71.18% 35.2MB 76.60%
   * 時間複雜度：O(n^2)
   */
  var left = 0;
  var right = numbers.length - 1;
  while (left < right) {
    if (numbers[left] + numbers[right] === target) {
      return [left + 1, right + 1];
    } else if (numbers[left] + numbers[right] > target) {
      right--;
    } else {
      left++;
    }
  }
};

190.顛倒二進制位（easy）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...

/**
 * @param {number} n - a positive integer
 * @return {number} - a positive integer
 */
var reverseBits = function (n) {
  /**
   * 解法1：轉數組後對撞交換位置
   * 性能：76ms 35.8MB
   * 思路：
   * 十進制轉二進制：toString(2)
   * 32位空位補0：padStart(32,0)
   * 反轉算法：對撞指針法
   * 二進制轉十進制：parseInt(,2)
   */
  let arr = n.toString(2).padStart(32, 0).split("");
  let head = 0;
  let tail = arr.length - 1;
  while (head < tail) {
    swap(arr, head, tail);
    head++;
    tail--;
  }
  function swap(arr, i, j) {
    let temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
  }
  let result = parseInt(arr.join(""), 2);
  return result;
};

344.反轉字符串（easy）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...

var reverseString = function (s) {
  /**
   * 解法2：對撞指針
   */
  var headIdx = 0;
  var tailIdx = s.length - 1;
  while (headIdx < tailIdx) {
    swap(s, headIdx, tailIdx);
    headIdx++;
    tailIdx--;
  }
  function swap(arr, i, j) {
    var temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
  }
  return s;
};

345.反轉字符串中的元音字母（easy）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...

/**
 * @param {string} s
 * @return {string}
 */
var reverseVowels = function (s) {
  /**
   * 解法1：對撞指針
   * 性能：108 ms 31.59% 38.4 MB 66.67%
   */
  var univocalic = ["a", "e", "i", "o", "u", "A", "E", "I", "O", "U"];
  var sArr = s.split("");
  var head = 0;
  var tail = sArr.length - 1;
  while (head < tail) {
    if (univocalic.includes(sArr[head]) && univocalic.includes(sArr[tail])) {
      swap(sArr, head, tail);
      head++;
      tail--;
    } else if (!univocalic.includes(sArr[head])) {
      head++;
    } else if (!univocalic.includes(sArr[tail])) {
      tail--;
    }
  }
  function swap(arr, i, j) {
    var temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
  }
  return sArr.join("");
};

11.盛水最多的容器（medium）

題目：https://leetcode-cn.com/probl...
題解：https://github.com/FrankKai/l...

var maxArea = function (height) {
  /**
   * 解法1：對撞指針法
   * 性能：64ms 35.6MB
   * */
  var head = 0;
  var tail = height.length - 1;
  var maxCapacity = 0;
  while (head < tail) {
      maxCapacity = Math.max(Math.min(height[head], height[tail]) * (tail - head), maxCapacity)
      if (height[head] < height[tail]) {
          head++
      } else {
          tail--;
      }
  }
  return maxCapacity;
};

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