C语言双指针

原创 ccc云志 2019-03-03 00:00:32

双指针原理

所谓双指针,指的是在遍历对象的过程中,不是普通的使用单个指针进行访问,而是使用两个相同方向或者相反方向的指针进行扫描,从而达到相应的目的。

换言之,双指针法充分使用了数组有序这一特征,从而在某些情况下能够简化一些运算。

(注:这里的指针,并非专指c中指针的概念,而是指索引,游标或指针,可迭代对象等)

这类算法包括:

1.给定一个有序递增数组,在数组中找到满足条件的两个数,使得这两个数的和为某一给定的值。如果有多对数,只输出一对即可。

对于这种问题,常见的算法思路不外乎遍历,回溯,但这里,双指针遍历法是一个很有效的方法。具体思路是:初始化两个指针,一个指向数组的第一个元素,另外一个指向数组的最后一个元素,在两个指针相遇之前,指针1只能向前移动,指针2 只能向后移动。比较当前两个指针所指元素和与给定数字的大小,如果和较大,指针2向后移动,如果和较小,指针1向前移动。最终的结果是找到两个满足条件的数或者不存在这样的两个数字。

据此思路,不难写出代码:

#include <stdio.h>
int getThePair(int *a,int n,int theNum,int &left,int &right){
    int start = 0,end = n-1;
    while(start < end){
        int sum = a[start] + a[end];
        if(sum == theNum){
            left = a[start];
            right = a[end];
            return 1;
        }
        if(sum < theNum){
            start ++;
        }else if(sum > theNum){
            end --;
        }
    }
    return 0;
}
int main(){
    int a[] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
    int start = 0,end = 0;
    for(int i = 1; i <= 16; i++){
        if(getThePair(a,8,i,start,end)){
            printf("the sum of %d is %d + %d ",i,start,end);
        }else{
            printf("sorry,%d not found~~ ",i);
        }
    }
    return 0;
}

2.双指针应用之二:hoare的双向扫描快速划分法。

void partition(int *arr,int n){
    int i = 0;
    int j = n-1;
    while(1){
        while(i<j && arr[i]%2 == 1) i++;
        while(i<j && arr[j]%2 == 0) j--;
        if(i<j){
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
}

快速排序的总结中已经给了思路和代码,为了方便,这里再次给出代码:

3.双指针应用之三。奇偶排序。忘记是哪个公司的面试题了。

题目大意是这样的,给定一个数组,数组中元素有奇数有偶数。要求对数组进行处理,使得数组的左边为奇数,右边为偶数

这个题目直接看上去,跟快速排序的划分十分类似,唯一不同的是,不需要返回索引。所以,简单的方式如下:

4.双指针法的应用之四:求单链表的中间元素。

这个大家应该都比较熟悉了。对于单链表求中间元素的问题,经典的作法是采用两个指针,初始化都指向链表表头,移动开始时,快指针移动两步,慢指针移动一步。当快指针的next为null或者快指针为null的时候,慢指针所指的就是单链表的中间元素(注意奇数个元素和偶数个元素的处理)

/*

* 取单链表的中间元素,如果单链表元素为奇数个,那么去中间的元素,如果是偶数个,取后面的一个元素。

*/

linkList getMidElem(const linkList L)
{
    if(L == NULL)
    {
        return NULL;
    }
    linkList first = L;
    linkList second = L;
    while(first != NULL && first->next != NULL)
    {
        first = first->next->next;
        second = second->next;
    }
    return second;
}

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