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算法基础之双指针算法c++&python

豆丁趣 2022-02-13 阅读 61

双指针的核心:将上一状态指针所表达的信息传递至下一状态,从而减少无谓的搜索

模板:

题目1:

给定一个长度为 nn 的整数序列 a1,a2,…,an 以及一个长度为 m 的整数序列 b1,b2,…,bm。

请你判断 a 序列是否为 b 序列的子序列。

子序列指序列的一部分项按原有次序排列而得的序列,例如序列 {a1,a3,a5}{a1,a3,a5} 是序列 {a1,a2,a3,a4,a5}{a1,a2,a3,a4,a5} 的一个子序列。

输入格式

第一行包含两个整数 n,m。

第二行包含 n 个整数,表示 a1,a2,…,an。

第三行包含 m 个整数,表示 b1,b2,…,bm。

输出格式

如果 a 序列是 b 序列的子序列,输出一行 Yes

否则,输出 No

数据范围

1≤n≤m≤105
−1e9≤ai,bi≤1e9

输入样例:

3 5
1 3 5
1 2 3 4 5

输出样例:

Yes

解题思路:

本题采用的是双指针法,很容易想到
模板

该模板适用于j不断相后移动,不受到任何条件的影响(注意,判断条件中的a[i] == b[j], 是a[i]受到a[j]的影响)

该算法前提条件是a,b都是有序数组, 要求找在a中每一个字符,在b中字符的是否顺序存在
对于每一个字符a[i], 如果b[j]中存在字符与值相等,则找a中的下一个字符

整个过程中j指针不断扫描b数组并且向后移动,相当于不断给i指针所指向的a数组创建匹配的机会,只有匹配成功时i指针才会向后移动一位,当i==n时,说明全部匹配成功。

c++ :

#include <iostream>

using namespace std;

const int N = 100010;
int n, m;
int a[N], b[N];

int main(){
    cin >> n >> m;
    for(int i = 0; i < n; i ++) scanf("%d", &a[i]);
    for(int i = 0; i < m; i ++) scanf("%d", &b[i]);

    int i = 0, j = 0;
    while(i < n && j < m){
        if(a[i] == b[j]) i ++;
        j ++;
    }
    if(i == n) puts("Yes"); 
    else puts("No");
}

 python:

a = [0] * 100010
b = [0] * 100010

n, m = list(map(int, input().split(" ")))
global a
global b
a = list(map(int, input().split(" ")))
b = list(map(int, input().split(" ")))
i, j = 0, 0
while(i < n and j < m):
    if(a[i] == b[j]): i += 1
    j += 1
if(i == n): print("Yes")
else: print("No")


题目2:数组元素的目标和 

给定两个升序排序的有序数组 A 和 B,以及一个目标值 x。

数组下标从 0 开始。

请你求出满足 A[i]+B[j]=x 的数对 (i,j)。

数据保证有唯一解。

输入格式

第一行包含三个整数 n,m,x,分别表示 A 的长度,B 的长度以及目标值 x。

第二行包含 n 个整数,表示数组 A。

第三行包含 m 个整数,表示数组 B。

输出格式

共一行,包含两个整数 i 和 j。

数据范围

数组长度不超过 105105。
同一数组内元素各不相同。
1≤数组元素≤1e9

输入样例:

4 5 6
1 2 4 7
3 4 6 8 9

输出样例:

1 1

 解题思路:

为了减少循环,采用了两个指针来保证能遍历符合要求的所有数;

i指针从A数组的头开始,此时a[i]最小;
j指针从B数组的尾开始,此时b[j]最大;

在i = 0 时,判断a[i] + b[j] 的值,如果大于x,j- -;
也就是说b[j]的值一直在减小;

那么当a[i] + b[j] 的值第一次小于x时,j指针的左边的数与a[i]相加一定都小于x了;那么我们只能增大a[i]的值;
于是i ++;

自此开始反复循环,如果a[i] + b[j] 大于x,就减小b[j](相当于将j指针左移)反之,就增大a[i](相当于i指针右移)
这样,一定保证了每一个符合要求的两个数都能加一遍,判断是不是和等于x。

c++

#include <iostream>

using namespace std;

const int N = 100010;

int a[N], b[N];
int main()
{
    int n ,m ,x;
    scanf("%d%d%d", &n, &m, &x);
    for (int i = 0; i < n; i ++ ) scanf("%d", &a[i]);
    for (int j = 0; j < m; j ++ ) scanf("%d", &b[j]);

    for (int i = 0, j = m - 1; a[i] < x; i ++ )
    {
        while(a[i] + b[j] > x) j --;        
        if (a[i] + b[j] == x)
        {
            printf("%d %d", i, j);
            break;
        }
    }

    return 0;
}

python: 

N, M, X = map(int, input().split())
A = list(map(int, input().split()))
B = list(map(int, input().split()))


i = 0
j = 0

for i in range(N):
    while A[i] + B[j] > X:
        j -= 1
    while A[i] + B[j] < X and j < len(B) - 1:
        j += 1
    if A[i] + B[j] == X:
        break

print(i, j)
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