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用可视化学习双指针法

news 来源：原创 2025/5/4 11:16:03

1.移除元素

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val) {int dst = 0;  // 慢指针，用于收集非目标值元素// 遍历整个数组for (int src = 0; src < numsSize; src++) {// 如果当前元素不等于要删除的值if (nums[src] != val) {// 保留该元素(复制到dst位置)并移动dstnums[dst] = nums[src];dst++;}// 如果当前元素等于要删除的值，只移动src，不做其他操作}// 返回新数组的长度，即dst的值return dst;
}

我们用可视化的方法来看这道题：

目标：把 [😈, 😊, 😊, 😈] 中所有 😈 移除，留下 [😊, 😊]，返回新长度 2。

初始状态：

数组: [😈, 😊, 😊, 😈]  (其中😈代表值3，😊代表值2)dst src

第一轮：检查src=0时

检查: nums[src](😈) == val(😈)吗?✅ 是要删除的! 跳过它!src++ 向后移动一位
数组: [😈, 😊, 😊, 😈]dst  src

第二轮：检查src=1时

检查: nums[src](😊) == val(😈)吗?❌ 不是! 这是要保留的!dst复制+移动，src继续++
数组: [😊, 😊, 😊, 😈]dst  src

第三轮：检查src=2时

检查: nums[src](😊) == val(😈)吗?❌ 不是! 又是要保留的元素!
dst复制+移动，src++数组: [😊, 😊, 😊, 😈]dst src

第四轮：检查src=3时

检查: nums[src](😈) == val(😈)吗?✅ 是要删除的! 跳过它!
src++(超出范围）数组: [😊, 😊, 😊, 😈]dst     src(出界)

最终结果：

更新后数组: [😊, 😊, 😊, 😈]👆dst=2返回值: dst = 2

用mermaid做出的流程图：

2.删除重复元素

先上完整代码，再来可视化

int removeDuplicates(int* nums, int numsSize) {if (numsSize == 0) return 0;int dst = 0;  // 慢指针，指向当前无重复区域的末尾// 从索引1开始遍历数组for (int src = 1; src < numsSize; src++) {// 如果发现一个新元素(与慢指针指向的元素不同)if (nums[src] != nums[dst]) {// 将慢指针前移，并复制这个新元素dst++;nums[dst] = nums[src];}// 如果元素重复，只移动快指针，不做其他操作}// 返回无重复区域的长度 = dst + 1return dst + 1;
}

目标：把 [1, 1, 2, 3, 3, 4] 变成 [1, 2, 3, 4]，返回新长度 4。

初始状态：

数组: [1,  1,  2,  3,  3,  4]dst src

第一轮：检查src=1(值1)

比较: nums[dst]=1 VS nums[src]=1🤔 一样! 不需要保留
src++
数组: [1, 1, 2, 3, 3, 4]dst   src

第二轮：检查src=2(值2)

比较: nums[dst]=1 VS nums[src]=2😲 不一样! 发现新数字
dst移动+复制新数字 
数组: [1,  2,  2,  3,  3,  4]dst src
src++
数组: [1,  2,  2,  3,  3,  4]dst     src

第三轮：检查src=3(值3)

比较: nums[dst]=2 VS nums[src]=3😲 不一样! 又一个新数字
dst移动+复制新数字
数组: [1,  2,  3,  3,  3,  4]dst src
src++
数组: [1,  2,  3,  3,  3,  4]dst     src

第四轮：检查src=4(值3)

比较: nums[dst]=3 VS nums[src]=3🤔 一样! 跳过这个重复的
src++
数组: [1,  2,  3,  3,  3,  4]dst         src

第四轮：检查src=5(值4)

比较: nums[dst]=3 VS nums[src]=4😲 不一样! 最后一个新数字
dst移动+复制新数字
数组: [1,  2,  3,  4,  3,  4]dst     srcsrc++
数组: [1,  2,  3,  4,  3,  4]dstsrc(出界)

最终结果：

更新后数组: [1, 2, 3, 4, 3, 4]👆dst=3返回值: dst+1 = 4

mermaid生成的流程图：

3.合并两个有序数组

依旧是先来代码，再进行可视化

void merge(int* nums1, int m, int* nums2, int n) {int l1 = m - 1;    // 指向nums1最后一个有效元素int l2 = n - 1;    // 指向nums2最后一个元素int l3 = m + n - 1;  // 指向合并后数组的末尾位置// 从后往前合并，每次选取较大的元素放到nums1的末尾while (l1 >= 0 && l2 >= 0) {// 将较大的元素放到l3指向的位置if (nums1[l1] > nums2[l2]) {nums1[l3--] = nums1[l1--];} else {nums1[l3--] = nums2[l2--];}}// 如果nums2还有剩余元素，将它们复制到nums1// 注意: 如果nums1还有剩余元素，它们已经在正确位置上，不需要移动while (l2 >= 0) {nums1[l3--] = nums2[l2--];}
}

目标：将 [1, 2, 3, 0, 0, 0] (nums1) 和 [2, 5, 6] (nums2) 合并成 [1, 2, 2, 3, 5, 6]

初始状态：

nums1: [1, 2, 3, 0, 0, 0]l1       l3
nums2: [2, 5, 6]l2

第一轮：比较l1和l2

谁更大? nums1[l1]=3 VS nums2[l2]=6❌           ✅ 
nums2元素更大! 6 → 放到l3指向的位置 && l2,l3同时向前移动一位nums1: [1, 2, 3, 0, 0, 6]l1    l3
nums2: [2, 5, 0]l2

第二轮：比较l1和l2

谁更大? nums1[l1]=3 VS nums2[l2]=5❌           ✅ 
nums2元素更大! 5 → 放到l3指向的位置  &&  l2,l3同时向前移动一位
nums1: [1, 2, 3, 0, 5, 6]l1 l3
nums2: [2, 0, 0]l2

第三轮：比较l1和l2

谁更大? nums1[l1]=3 VS nums2[l2]=2✅           ❌ 
nums1元素更大! 3 → 放到l3指向的位置  &&  l1,l3同时向前移动一位
nums1: [1, 2, 3, 3, 5, 6]l1 l3
nums2: [2, 0, 0]l2

第四轮：比较l1和l2

谁更大? nums1[l1]=2 VS nums2[l2]=2🤝 平手! 按规则用nums2的
nums2的2 → 放到l3指向的位置  &&  l2,l3同时向前移动一位
nums1: [1, 2, 2, 3, 5, 6]l1l3
nums2: [0, 0, 0]l2(出界)

最终检查：l2已经<0，说明nums2元素已全部放入，而nums1剩余元素已经在正确位置，不需要移动。

mermaid生成的流程图：

4.总结

4.1 三种方法对比

特性	合并有序数组	删除重复元素	移除元素
指针方向	从后往前	从前往后	从前往后
指针数量	3个	2个	2个
慢指针功能	定位放置位置	标记不重复元素边界	收集需保留的元素
快指针功能	比较选择元素	探索新元素	筛选有效元素
元素处理	每次选较大的	只保留不重复的	只保留非目标值
返回值	无需返回	dst+1	dst