算法系列之数组里的双指针

在数组和链表的算法中双指针常出现，这篇用两道题来看一下双指针在数组算法里的用处。

快慢指针代替双重循环

https://leetcode.cn/problems/remove-element/description/

题目：
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。

示例：
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。

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,3,0,4]
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。

暴力解法

首先直接想暴力解法，因为题目中明说了我们不可以创建新的数组，所以我们考虑对数组本身做删除。又因为数组是连续存储空间，我们在删除一个数后，需要把它后面的都往前挪一个。这就很明显需要双重循环，也就是 O(n^2) 的时间复杂度。代码如下：

var removeElement = function(nums, val) {let valCount = 0;for (let i = 0; i < nums.length; i++) {if (nums[i] === val && i + valCount < nums.length) { valCount ++;for (let j = i; j < nums.length - 1; j++) {nums[j] = nums[j + 1];}i --; // 因为 i 后面的数都往前移了一位，i 也有新的数代替了，所以 i 这个位置也要重新判断。}}return nums.length - valCount; // 这里不用 valCount 也可以每次进入判断直接把数组后面的数 pop 出去，直接缩小数组。（用 pop 比这种方法更耗时）
}

快慢指针法

可不可以变成 O(n) 的时间复杂度，也就是一遍循环搞定呢。这里就可以巧用快慢指针的思想。
快指针每次向后移动一位，判断当前值是不是要排除的值。

• 是排除值则慢指针不变，快指针继续往后移动。
• 不是排除值说明要保留，就放到慢指针指向的位置，慢指针也往后移动一位。

这样可以保证慢指针范围内的都是需要保留的数组。

var removeElement = function(nums, val) {let lIndex = 0, rIndex = 0;while(rIndex < nums.length) {if (nums[rIndex] !== val) {nums[lIndex++] = nums[rIndex++];} else {rIndex ++;}}return lIndex;
};

用双指针来排序

https://leetcode.cn/problems/squares-of-a-sorted-array/description/

题目：
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：
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]

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

暴力解法

先平方，再进行排序，sort底层是快排，所以时间复杂度是 O(n + nlogn)

function sortedSquares(nums: number[]): number[] {return nums.map((item: number) => item * item).sort((a, b) => a - b);
};

双指针排序

暴力解法没有用到本来就是排序数组这个特点。因为本来排序过，所以最大的肯定在两端，约往中间越小，我们定义两个指针从左右边界开始往内部移动，移动中比较左右哪个的平方比较大就先加入结果数组并进行移动。
只进行了一次遍历，时间复杂度是 O(n)。

function sortedSquares(nums: number[]): number[] {const res = [];let lIndex = 0, rIndex = nums.length - 1;while (lIndex !== rIndex) {if (nums[lIndex] ** 2 < nums[rIndex] ** 2) {res.unshift(nums[rIndex] ** 2);rIndex --;} else {res.unshift(nums[lIndex] ** 2);lIndex ++;}}res.unshift(nums[lIndex] ** 2);return res;
};