C++之经典算法-双指针的魅力

来源：互联网发布：中信银行安全控件mac 编辑：程序博客网时间：2024/05/01 02:00

原文：http://blog.csdn.net/zzran/article/details/8456721 拿来主义～

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：

[cpp] view plaincopy
#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：

[cpp] view plaincopy
#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：

[cpp] view plaincopy
#include<stdio.h>  
#include<string.h>  
  
int is_palindrome(char *str) {  
    char *p_start = str;  
    char *p_end = str;  
    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：

[cpp] view plaincopy
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：

[cpp] view plaincopy
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：

[cpp] view plaincopy
#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。