初识算法 · 双指针(4)

前言：

复写零

题目解析

算法原理

算法编写

四数之和

题目解析

算法原理

算法编写

前言：

本文是双指针算法的最后一文，以复写零和四数之和作为结束，介绍方式同样是题目解析，算法原理，算法编写三部曲，以下是题目的链接：

1089. 复写零 - 力扣（LeetCode）

18. 4Sum - 力扣（LeetCode）

那么话不多说，直接进入主题。

复写零

题目解析

题目的要求就是，在原来的数组基础上（不允许另外创建一个数组），调用了函数，原来是零的地方，写两次，并且不能影响后面的元素，除非是已经超过了数组的空间。题目的要求还是比较简单的。

那么这道题存不存在暴力解法呢？

显然，这道题并不是通过n个循环就可以解决的，所以我们不妨直接使用双指针。

到这个阶段，不妨不用思考为什么使用双指针，因为目前来说算法基础并不牢靠，我们不妨积累经验。

算法原理

我们不妨模拟一下这个复写零的过程：

cur指向的是原来的数组，我们假设条件就地修改这个条件不存在，我们如果是新开一块空间，过程就是两个for遍历数组，如果不是0，cur dest都++，如果是0，cur++，dest++两次，这是原来的过程，最后结束条件就是判断dest是否到了结束位置。

在这个过程，我们要考虑一个点就是dest如果是碰见了0进行复写，第二个零越界了怎么办？

这个情况我们只需要将原数组的最后一个位置置为零即可，虽然越界，但是是因为复写，此时最后置为零就完全没问题了。

那么为什么我们要模拟这过程呢？

因为我们要找到最后一个复写的数，如果找不到，我们没有办法进行后续的复写操作。

第一步也就完成了，找到复写的最后一个数，最后开始复写。

开始复写的判断结束条件就是cur是否走到了-1，判断arr[cur]是否为0，是0dest就多走一步，不是就走一步，别看说着轻松，有许多要注意的。

算法编写

class Solution
{
public:void duplicateZeros(vector<int>& arr) {//找到最后一个复写的数int cur = 0,dest = -1;while(cur < arr.size()){if(arr[cur]) dest++;else dest += 2;//边界验证的辅助条件if(dest >= arr.size() - 1) break;cur++;}//处理边界情况 并且进行第一步复写if(dest == arr.size()){arr[dest - 1] = 0;dest -= 2,cur--;}//进行复写while(cur >= 0){if(arr[cur]) arr[dest--] = arr[cur];else arr[dest--] = 0,arr[dest--] = 0;     cur--;  }}
};

第一个点，为什么dest要从-1开始，因为cur要先判断，判断之后dest才走，如果一开始dest就在0位置，那么就相当于多走了一步，我们拿数组[0]举例，如果dest在0位，那么走两步，最后的位置是2，已经完全超过了我们预期的判断位置，即便是越界，越的也应该是1这个位置。

第二个点，处理边界的时候，dest和cur需要移动，因为这已经是一次复写了。

第三个点，复写的时候，if(arr[cur])里面的cur是不可以--的，因为后面会用到当前的cur。

这几个小细节注意点为好。

此时这道题就做完了，时间复杂度呢是O(N)，空间复杂度为O(1)。

四数之和

题目解析

题目的意思和三数之和十分像的，三数之和是找三个数等于0，那么该题目是找4个数字等于target，并且下标不能重复，也就是一个数字不能一直使用，题目的要求很简单，所以我们直接进入算法原理部分。

算法原理

原理和三数之和是十分像的，我们只需要固定个数，然后找三个数和该数 - target相等，再固定一个数，找两个数，等于target - 两外两个数，这就是妥妥的双指针了，根本不需要经过思考就可以动手了，其次就是去重操作，就没有了。

算法编写

class Solution 
{
public:vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {sort(nums.begin(),nums.end());vector<vector<int>> ans;for(int i = nums.size() - 1;i > 2;){for(int j = i - 1;j > 1;){int left = 0, right = j - 1; while(left < right){long long sum = (long long)nums[j] + (long long)nums[left] + (long long)nums[right] + (long long)nums[i];if( sum == (long long)target) {ans.push_back({nums[i],nums[j],nums[left++],nums[right--]});while(left < right && nums[left] == nums[left - 1]) left++; while(left < right && nums[right] == nums[right + 1]) right--; }else if(sum > (long long)target)right--;else left++;}    j--;while(j > 1 && nums[j] == nums[j + 1]) j--;}i--;while(i > 2 && nums[i] == nums[i + 1]) i--;}   return ans;}
};

至于为什么使用long long，因为：