刷题记录--双指针系列1

27. 移除元素

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给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地 修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

说明:

为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?

请注意，输入数组是以「引用」方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

你可以想象内部操作如下:

// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);

// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
    print(nums[i]);
}

示例 1：

输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。

示例 2：

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,4,0,3]
解释：函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

提示：

• 0 <= nums.length <= 100
• 0 <= nums[i] <= 50
• 0 <= val <= 100

题解：双指针解决

class Solution(object):
    def removeElement(self, nums, val):
        """
        :type nums: List[int]
        :type val: int
        :rtype: int
        """
        slow = 0
        for fast in range(len(nums)):
            if(nums[fast]!=val):
                nums[slow] = nums[fast] 
                slow += 1
        return slow

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)

26. 删除有序数组中的重复项

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给你一个 升序排列 的数组 nums ，请你 原地 删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。

由于在某些语言中不能改变数组的长度，所以必须将结果放在数组nums的第一部分。更规范地说，如果在删除重复项之后有 k 个元素，那么 nums 的前 k 个元素应该保存最终结果。

将最终结果插入 nums 的前 k 个位置后返回 k 。

不要使用额外的空间，你必须在 原地 修改输入数组 并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

判题标准:

系统会用下面的代码来测试你的题解:

int[] nums = [...]; // 输入数组
int[] expectedNums = [...]; // 长度正确的期望答案

int k = removeDuplicates(nums); // 调用

assert k == expectedNums.length;
for (int i = 0; i < k; i++) {
    assert nums[i] == expectedNums[i];
}

如果所有断言都通过，那么您的题解将被 通过。

示例 1：

输入：nums = [1,1,2]
输出：2, nums = [1,2,_]
解释：函数应该返回新的长度 2 ，并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2：

输入：nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4]
输出：5, nums = [0,1,2,3,4]
解释：函数应该返回新的长度 5 ， 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

提示：

• 1 <= nums.length <= 3 * 104
• -104 <= nums[i] <= 104
• nums 已按 升序 排列

题解：双指针，定义两个指针fast 和 slow 分别为快指针和慢指针，快指针表示遍历数组到达的下标位置，慢指针表示下一个不同元素要填入的下标位置，初始时两个指针都指向下标 1。假设数组 nums 的长度为 n。将快指针 fast 依次遍历从 1 到 n-1 的每个位置，对于每个位置，如果 nums[fast] != nums[fast-1]说明 nums[fast] 和之前的元素都不同，因此将nums[fast] 的值复制到 nums[slow]，然后将slow 的值加 1，即指向下一个位置。

遍历结束之后，从 nums[0] 到nums[slow−1] 的每个元素都不相同且包含原数组中的每个不同的元素，因此新的长度即为slow，返回slow 即可。

class Solution(object):
    def removeDuplicates(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: int
        """
        if len(nums) == 0: return 0
        slow, fast =  1, 1
        while(fast < len(nums)):
            if(nums[fast] != nums[fast-1]):
                nums[slow] = nums[fast]
                slow += 1
            fast += 1
        return slow

• 时间复杂度：O(n)，其中 nn 是数组的长度。快指针和慢指针最多各移动 n次。
• 空间复杂度：O(1)。只需要使用常数的额外空间。

283. 移动零

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给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。

请注意 ，必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。

示例 1:

输入: nums = [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]

示例 2:

输入: nums = [0]
输出: [0]

提示:

• 1 <= nums.length <= 104
• -231 <= nums[i] <= 231 - 1

解法一：快慢指针，然后后面补0

class Solution(object):
    def moveZeroes(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: None Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        if not nums:return ;
        slow = fast = 0
        count = 0
        while(fast < len(nums)):
            if (nums[fast]!= 0):
                nums[slow] = nums[fast]
                slow += 1
            fast += 1
        while(slow < len(nums)):
            nums[slow] = 0
            slow += 1
        return nums

解法二：直接交换

class Solution:
    def moveZeroes(self, nums: List[int]) -> None:
        n = len(nums)
        left = right = 0
        while right < n:
            if nums[right] != 0:
                nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]
                left += 1
            right += 1

844. 比较含退格的字符串

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给定 s 和 t 两个字符串，当它们分别被输入到空白的文本编辑器后，如果两者相等，返回 true 。# 代表退格字符。

注意：如果对空文本输入退格字符，文本继续为空。

示例 1：

输入：s = "ab#c", t = "ad#c"
输出：true
解释：s 和 t 都会变成 "ac"。

示例 2：

输入：s = "ab##", t = "c#d#"
输出：true
解释：s 和 t 都会变成 ""。

示例 3：

输入：s = "a#c", t = "b"
输出：false
解释：s 会变成 "c"，但 t 仍然是 "b"。

提示：

• 1 <= s.length, t.length <= 200
• s 和 t 只含有小写字母以及字符 '#'

进阶：

• 你可以用 O(n) 的时间复杂度和 O(1) 的空间复杂度解决该问题吗？

解法一：利用栈来处理。最容易想到的方法是将给定的字符串中的退格符和应当被删除的字符都去除，还原给定字符串的一般形式。然后直接比较两字符串是否相等即可。具体地，我们用栈处理遍历过程，每次我们遍历到一个字符：如果它是退格符，那么我们将栈顶弹出；如果它是普通字符，那么我们将其压入栈中。

class Solution:
    def backspaceCompare(self, S: str, T: str) -> bool:
        def build(s: str) -> str:
            ret = list()
            for ch in s:
                if ch != "#":
                    ret.append(ch)
                elif ret:
                    ret.pop()
            return "".join(ret)
        
        return build(S) == build(T)

解法二：双指针实现

class Solution:
    def backspaceCompare(self, S: str, T: str) -> bool:
        i, j = len(S) - 1, len(T) - 1
        skipS = skipT = 0

        while i >= 0 or j >= 0:
            while i >= 0:
                if S[i] == "#":
                    skipS += 1
                    i -= 1
                elif skipS > 0:
                    skipS -= 1
                    i -= 1
                else:
                    break
            while j >= 0:
                if T[j] == "#":
                    skipT += 1
                    j -= 1
                elif skipT > 0:
                    skipT -= 1
                    j -= 1
                else:
                    break
            if i >= 0 and j >= 0:
                if S[i] != T[j]:
                    return False
            elif i >= 0 or j >= 0:
                return False
            i -= 1
            j -= 1
        
        return True

977. 有序数组的平方

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给你一个按 非递减顺序 排序的整数数组 nums，返回 每个数字的平方 组成的新数组，要求也按 非递减顺序 排序。

示例 1：

输入：nums = [-4,-1,0,3,10]
输出：[0,1,9,16,100]
解释：平方后，数组变为 [16,1,0,9,100]
排序后，数组变为 [0,1,9,16,100]

示例 2：

输入：nums = [-7,-3,2,3,11]
输出：[4,9,9,49,121]

提示：

• 1 <= nums.length <= 104
• -104 <= nums[i] <= 104
• nums 已按 非递减顺序 排序

进阶：

• 请你设计时间复杂度为 O(n) 的算法解决本问题

解法1：暴力求解，直接算平方再排序，时间复杂度O(N+NlogN)

class Solution(object):
    def sortedSquares(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: List[int]
        """
        if not nums:return ;
        index = 0
        while(index < len(nums)):
            nums[index] *= nums[index]
            index += 1
            #sort(nums)
        #return(nums)
        return sorted(nums)
        
      '''
      ⚠️sorted和nums.sort()区别
      1. sort 是应用在 list 上的方法，而sorted 可以对所有可迭代的对象进行排序操作；
			2. sort是对原有列表进行操作，而sorted返回的是一个新的可迭代对象，不会改变原来的对象；
			3. sort使用方法为list.sort()， 而sorted的使用方法为sorted(list)
			sort()方法是在原地对列表排序，是对原列表的直接操作，并不会返回一个新的列表。sort()方法需要单独使用，如果和赋值，打印等方法一起使用，结果会返回None 。
      '''

解法2：双指针，判断左侧和右侧的平方哪个大，则加入新建的结果集中

class Solution(object):
    def sortedSquares(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: List[int]
        """
        if not nums:return ;
        left, right = 0, len(nums)-1 
        rst = []
        while (left <= right):
            if nums[left]*nums[left] >= nums[right]*nums[right]:
                rst.append(nums[left]*nums[left])
                left += 1
            else:
                rst.append(nums[right]*nums[right])
                right -= 1
        return(rst[::-1])
      
# 自己写的，最后需要逆序输出

class Solution:
    def sortedSquares(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        n = len(nums)
        i,j,k = 0,n - 1,n - 1
        ans = [-1] * n
        while i <= j:
            lm = nums[i] ** 2
            rm = nums[j] ** 2
            if lm > rm:
                ans[k] = lm
                i += 1
            else:
                ans[k] = rm
                j -= 1
            k -= 1
        return ans