双指针的魅力

在解决问题过程中，经常碰到使用双指针解决的情况，使用双指针，可以很高效很快速的解决问题，罗列一下应用双指针的情况：

1，将给定的英文字符串进行反转，例如： I love programming。得到的结果是：.gnimmargorp evol I。下面给出核心代码：

#include<stdio.h>#include<string.h>void swap_string(char *p_start, char *p_end) {char temp;while(p_start <= p_end) {temp = *p_start;*p_start = *p_end;*p_end = temp;p_start++;p_end--;}}void main() {char str[] = "I love programming.";swap_string(str, str + strlen(str) - 1);printf("%s\n", str);}

2，给定一个字符串，例如："   test **   "，要求出去字母之外其他多余的字符，这也需要设定两个指针，一个慢指针和一个快指针，核心代码如下：

#include<stdio.h>#include<string.h>void trim_word(char *word) {char *p_slow = word;char *p_fast = word;while(*p_fast) {if(!(*p_fast >= 'a' && *p_fast <= 'z') && !(*p_fast >= 'A' && *p_fast <= 'Z')) {p_fast++;} else {*p_slow++ = *p_fast++;}}*p_slow = '\0';}void main() {char word[] = "   test **   ";trim_word(word);printf("%s\n", word);}

如果给定的字符串是这样的:" test***ing ",这个算法也可以胜任的。

3，给定一个字符串，例如："abccba"，判断它是否是回文。可以应用数组解决，但是数组的索引速度没有指针的移动速度快，所以设定两个指针，一个指向字符串开始，一个指向字符串结尾，同步移动。核心代码如下：

#include<stdio.h>#include<string.h>int is_palindrome(char *str) {char *p_start = str;char *p_end = str + strlen(word) - 1;while(p_start < p_end) {if(*p_start != *p_end) {return 0;}p_start++;p_end--;}return 1;}void main() {char string[] = "abccba";if(is_palindrome(string)) {printf("string is palindrome.\n");} else {printf("string is not palindrome.\n");}}

4，判断一个单链表是否有环，可以设置两个指针，一个指针每次移动一步，另一个指针每次移动两步，如果存在环的话，移动快的指针一定可以追上移动慢的指针。如下代码没有在真实的环境中跑过，只是一个基本的思路：

int is_cycling(LinkList L) {LinkNode *p_slow = L;LinkNode *p_fast = L;while(p_fast && p_fast->next) {p_fast = p_fast->next;p_fast = p_fast->next;p_slow = p_slow->next;if(p_slow == p_fast) {return 1;}}return 0;}

5，给定一个链表，首先假设链表正向数或者反向数的第一个的标号都为1，不要受数组的影响。要求是找到链表中倒数第k个节点。链表的缺点之一就是不能像数组一样进行随机的存储和读取。比较笨拙的办法就是先遍历一遍链表，求出它的长度n，因为是找倒数第k个，所以我们只要找到整数第n-k个就可以了。另外一种比较巧妙的方法就是设定两个指针，一个指针先移动k-1步，那么它指向的就是链表中的第k个节点，然后再设置一个指针，指向链表头，假设头部中存储数据。那么两个指针同时移动，直至第一个指针指向空为止。核心代码如下，需要注意k的值超过链表长度的情况，同时，代码也只是基本思路，为经过验证：

LinkNode get_node(LinkList L, int k) {LinkNode *p_first = L;LinkNode *p_second = L;int i = 0;while(i < k) {p_first = p_first->next;i++;}if(p_first == NULL)return NULL;while(p_first != NULL) {p_first = p_first->next;p_second = p_second->next;}return p_second;}

6，给定一个有序数组，然后给定一个数字m，在数组中找出两个数，使得这两个数的和与m相等。这个题目在双指针面前显得轻而易举：

#include<stdio.h>  #include<stdlib.h> void FindTwoNumbers(int a[], int n, int dest)  {      int *e, *f;      e = a;      f = a + n - 1;      int sum;      sum = *e + *f;      while(sum != dest && e < f)      {          if(sum < dest) {              sum = sum - *e + *(++e); } else {               sum = sum - *f + *(--f);}    }      if(sum == dest) {  printf("%d=%d+%d\n",dest,*e,*f);} else {printf("not find\n");}}  void main()  {       int num[] = {1, 2, 4, 7, 11, 15};      int temp = 9;      FindTwoNumbers(num, sizeof(num)/sizeof(int), temp);  }  

7，就是字符串移位问题，这个也用到的双指针，假设给定字符串“abcdefg”，让字符串向做移动三位,得到的结果是：“defgabc”,这个怎么做呢，首先找到分界点，将字符串分为两部分，很自然的分界点应该和移动位数有关，故将字符串分为:abc,defg两部分，先分别将两部分翻转成：cbagfed，然后再将整个字符串翻转：defgabc。

8,新增加的这个在严格意义上不能算作双指针，但是也是类似于双指针，给出题目要求：一个数组，有正数和负数，怎么才能求出这个数组中最小绝对值。数组中有正数和负数，同样，设定两个标示，一个指向正数的positive，一个指向负数的negative，positive用来记录正数中最小的元素，negative用来记录负数中最大的元素，想一想，为什么要记录最大的负数，而不是最小的负数，画一个数轴就知道了。最后比较negative和positive的绝对值，返回最小的那个。

#include<iostream>using namespace std;#define MAX 1000int get_min_abs_value(int *a, int n) {int min_positive = MAX;int max_negative = -MAX;int i;int min_abs_value;if(a == NULL || n == 0) {return -1;}for(i = 0; i < n; i++) {if(a[i] < 0) {if(a[i] > max_negative) {max_negative = a[i];}} else {if(a[i] < min_positive) {min_positive = a[i];}}}if(min_positive < (-1 * max_negative)) {min_abs_value = min_positive;} else {min_abs_value = -1 * max_negative;}return min_abs_value;}void main() {int a[] = {-9, -31, -4, 5, 8, 10, 32};int n = sizeof(a) / sizeof(int);cout << get_min_abs_value(a, n) << endl;}

9,输入两个字符串，从第一字符串中删除第二个字符串中所有的字符。例如，输入”They are students.”和"aeiou”，则删除之后的第一个字符串变成”Thy r stdnts.”。这个题的思路其实也可以用双指针来完成。首先我们还得设定一个hash表，来记录在第二个字符串中有哪些字母出现。当hash值等于1的时候表示在第二个字符串，也就是要除去的字符串中出现，等于0的时候表示不出现。然后遍历第一个字符串，设定两个指针，一个p_slow, 一个p_fast，如果某个单词的hash值为1，说明要从原始字符串中除去这个单词，那么p_fast++。这个讲解起来有点不清晰，直接给出代码吧。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>void trim_string(char *string, char *trim_str) {int hash[256] = {0};int len_trim = strlen(trim_str);char *p_slow = string;char *p_fast = string;int i;for(i = 0; i < len_trim; i++) {hash[trim_str[i]]++;}while(*p_fast) {if(hash[*p_fast] > 0) {p_fast++;} else {*p_slow++ = *p_fast++;}}*p_slow = '\0';}void main() {char string[] = "They are students.";char trim[] = "aeiou";trim_string(string, trim);printf("%s\n", string);}

10, remove duplicated characters in a string in O(n) times without using hash. And, I choose to use magic bit:

#include<stdio.h>#include<string.h>void remove_duplicate(char *str) {// assume all characters are little char *p_slow = str;char *p_fast = str;int flag = 0;int value;int bits;while(*p_fast) {value = 1;bits = *p_fast - 'a';value = (value << bits);if((flag & value) == value) {p_fast++;} else {*p_slow++ = *p_fast++;flag |= value;}}*p_slow = '\0';}void main() {char str[] = "abcddbcdefghijm";remove_duplicate(str);printf("%s\n", str);getchar();}

11, 反转句子中单词的顺序，即把一个英文句子的单词顺序倒转，忽略标点符号的处理,例如： I love linux programming. 操作之后结果： .programming linux love I。也需要设定双指针，这个情况和题目1有相似之处，但是又不完全的相同，需要在反转的过程中做一些判断，下面给出代码：

#include<stdio.h>#include<string.h>void swap_block(char *start, char *end) {char temp;while(start < end) {temp = *start;*start = *end;*end = temp;start++; end--;}}void reverse_sentence(char *str) {char *p_slow = NULL;char *p_fast = NULL;swap_block(str, str + strlen(str) - 1);p_slow = str;p_fast = str;while(*p_fast) {if((*p_fast >= 'a' && *p_fast <= 'z') || (*p_fast >= 'A' && *p_fast <= 'Z')) {p_fast++;} else {swap_block(p_slow, p_fast - 1);while(!(*p_fast >= 'a' && *p_fast <= 'z') && !(*p_fast >= 'A' && *p_fast <= 'Z')) {p_fast++;//跳过多余的空格}p_slow = p_fast;}}}void main() {char str[] = "I love linux programming.";reverse_sentence(str);printf("%s\n", str);getchar();}

12，给定一个链表，怎么在线性时间内判断是回文。http://blog.csdn.net/zzran/article/details/8510301