快慢指针算法：LeetCode 26 题入门，80 题进阶

快慢指针算法：巧妙解决数组难题

在编程的世界里，算法是解决问题的基石。其中，快慢指针算法作为一种巧妙高效的数组处理技术，在众多场景下大放异彩。本文将以 LeetCode 上的 26 和 80 两道题目为载体，带领你领略快慢指针算法的魅力。

什么是快慢指针算法？

快慢指针算法是一种遍历数组的技巧，它使用两个指针：

• 快指针 ：以比另一个指针更快的速度遍历数组。
• 慢指针 ：负责标记数组中不重复的元素。

通过巧妙地利用快慢指针的不同速度，我们可以高效地完成各种数组操作。

快慢指针算法在 LeetCode 26 题中的应用

题目：删除有序数组中的重复项

给定一个排序数组，请删除其中所有重复元素，并返回删除后数组的新长度。

快慢指针解法：

1. 初始化快慢指针都指向数组开头。
2. 快指针快速向右移动，跳过重复元素。
3. 当快指针遇到与慢指针指向的元素不同的元素时，将该元素复制到慢指针指向的位置，并让慢指针右移一位。
4. 重复步骤 2 和 3，直到快指针到达数组末尾。
5. 返回慢指针的位置（此时指向最后一个不重复的元素）。

代码实现：

def removeDuplicates(nums):
    slow = 0  # 慢指针
    for fast in range(1, len(nums)):  # 快指针
        if nums[fast] != nums[slow]:
            slow += 1
            nums[slow] = nums[fast]
    return slow + 1

快慢指针算法在 LeetCode 80 题中的应用

题目：删除有序数组中的重复项 II

给定一个排序数组，删除所有重复元素，每个元素最多保留两个。

快慢指针解法：

在 LeetCode 26 题的基础上稍作修改，要求每个元素最多保留两个。我们可以使用一个变量 count 来记录当前元素重复出现的次数。

1. 初始化快慢指针都指向数组开头。
2. 快指针快速向右移动，跳过重复元素。
3. 当快指针遇到与慢指针指向的元素不同的元素时，将该元素复制到慢指针指向的位置，并重置 count 为 1。
4. 当快指针遇到与慢指针指向的元素相同的元素时，将 count 加 1。如果 count 小于或等于 2，则将该元素复制到慢指针指向的下一个位置，并让慢指针右移一位。
5. 重复步骤 2、3、4，直到快指针到达数组末尾。
6. 返回慢指针的位置（此时指向最后一个不重复或重复次数不超过 2 的元素）。

代码实现：

def removeDuplicatesII(nums):
    slow = 0  # 慢指针
    count = 1  # 元素重复次数
    for fast in range(1, len(nums)):  # 快指针
        if nums[fast] == nums[slow]:
            count += 1
            if count <= 2:
                slow += 1
                nums[slow] = nums[fast]
        else:
            count = 1
            slow += 1
            nums[slow] = nums[fast]
    return slow + 1

总结

快慢指针算法是一种简单有效的数组处理技巧，在 LeetCode 等编程竞赛平台上经常出现。通过巧妙地利用快慢指针的不同速度，我们可以高效地完成各种数组操作。

本文通过 LeetCode 26 和 80 两道经典题目，详细介绍了快慢指针算法的原理和应用。希望读者通过本文的学习，能够深入理解该算法，并在自己的编程实践中灵活运用。

常见问题解答

1. 快慢指针算法的时间复杂度是多少？
   答案：时间复杂度为 O(n)，其中 n 是数组的长度。

2. 快慢指针算法的空间复杂度是多少？
   答案：空间复杂度为 O(1)，因为我们只使用两个指针变量。

3. 快慢指针算法有哪些优点？
   答案：优点包括效率高、空间占用少、易于理解和实现。

4. 快慢指针算法有哪些缺点？
   答案：缺点是无法处理无序数组，且对于重复元素较多的数组效率较低。

5. 在哪些场景中可以使用快慢指针算法？
   答案：快慢指针算法可用于查找数组中第一个不重复元素、删除重复元素、合并两个有序数组、找出数组中指定元素的起始和结束位置等场景。