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【C++ 双指针技巧】

news 2025/9/8 13:16:51

文章目录

一、什么是双指针？
二、使用场景
- 1. 删除数组中重复的元素（快慢指针）
- - ✅说明：
- 2. 判断有序数组中是否存在两个数之和为 target（对撞指针）
- - ✅说明：
- 3. 反转字符串（对撞指针）
- - ✅说明：
- 4. 判断链表是否有环（快慢指针）
- - ✅说明：
- 5. 盛最多水的容器（对撞指针）
- - ✅说明：
三、双指针与暴力法的对比优势

一、什么是双指针？

双指针，顾名思义就是使用两个指针（或索引）来遍历数据结构，它可以分为两类：

对撞指针（Two Pointers from Both Ends）：两个指针从序列的两端向中间移动。
快慢指针（Fast and Slow Pointers）：两个指针从一端出发，以不同的速度移动。

这种技巧可以有效地降低时间复杂度，提升算法效率。

二、使用场景

1. 删除数组中重复的元素（快慢指针）

问题描述：给定一个有序数组 nums，原地删除重复出现的元素，使每个元素只出现一次，返回新数组的长度。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int removeDuplicates(vector<int>& nums) {if (nums.empty()) return 0;int slow = 0;for (int fast = 1; fast < nums.size(); fast++) {if (nums[fast] != nums[slow]) {slow++;nums[slow] = nums[fast];}}return slow + 1;
}int main() {vector<int> nums = {1, 1, 2, 2, 3};int len = removeDuplicates(nums);cout << "去重后长度: " << len << endl;for (int i = 0; i < len; ++i)cout << nums[i] << " ";return 0;
}

✅说明：

fast 快指针向前扫描；
slow 慢指针维护已去重序列的尾部。

2. 判断有序数组中是否存在两个数之和为 target（对撞指针）

问题描述：给定一个升序数组 nums 和一个整数 target，判断数组中是否存在两个数的和等于 target。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;bool twoSum(vector<int>& nums, int target) {int left = 0, right = nums.size() - 1;while (left < right) {int sum = nums[left] + nums[right];if (sum == target) return true;else if (sum < target) left++;else right--;}return false;
}int main() {vector<int> nums = {1, 2, 4, 7, 11, 15};int target = 15;cout << (twoSum(nums, target) ? "存在" : "不存在") << endl;return 0;
}

✅说明：

left 和 right 从两端出发，寻找匹配组合；
特别适用于有序数组。

3. 反转字符串（对撞指针）

问题描述：将字符串原地反转。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;void reverseString(vector<char>& s) {int left = 0, right = s.size() - 1;while (left < right) {swap(s[left++], s[right--]);}
}int main() {vector<char> s = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};reverseString(s);for (char c : s) cout << c;return 0;
}

✅说明：

swap 的使用要特别注意 ++ 和 -- 的顺序；
通常在需要原地修改结构时非常实用。

4. 判断链表是否有环（快慢指针）

问题描述：给定一个链表，判断链表中是否有环。

#include <iostream>
using namespace std;struct ListNode {int val;ListNode* next;ListNode(int x): val(x), next(nullptr) {}
};bool hasCycle(ListNode* head) {if (!head || !head->next) return false;ListNode* slow = head;ListNode* fast = head->next;while (fast && fast->next) {if (slow == fast) return true;slow = slow->next;fast = fast->next->next;}return false;
}

✅说明：

fast 一次走两步，slow 一次走一步；
若存在环，快慢指针终将相遇。

5. 盛最多水的容器（对撞指针）

问题描述：给定一个数组 height[] 表示每个柱子的高度，找到两个柱子之间能容纳的最大水量。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int maxArea(vector<int>& height) {int left = 0, right = height.size() - 1;int maxWater = 0;while (left < right) {int h = min(height[left], height[right]);maxWater = max(maxWater, h * (right - left));if (height[left] < height[right]) left++;else right--;}return maxWater;
}int main() {vector<int> height = {1,8,6,2,5,4,8,3,7};cout << "最大容量: " << maxArea(height) << endl;return 0;
}