Leetcode Hot100 | Day02 双指针

4.移动零

283. 移动零
给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。
请注意 ，必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。
示例 1:

输入: nums = [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]

示例 2:

输入: nums = [0]
输出: [0]

题解:用一个count 来记录当前遍历到的零元素和非零元素的边界，两者交换；
count用来记录当前非零元素应该存放的位置，

    public void moveZeroes(int[] nums) {
        // 初始化变量 count 用来记录当前非零元素应放置的位置
        int count = 0;

        // 遍历数组
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // 如果当前元素不为零
            if (nums[i] != 0) {
                // 交换当前元素和第 count 个元素的位置
                int tmp = nums[i];
                nums[i] = nums[count];
                nums[count] = tmp;

                // 更新 count，指向下一个非零元素应该放置的位置
                count++;
            }
        }
    }

5、盛最多水的容器

盛最多水的容器
给定一个长度为 n 的整数数组 height 。有 n 条垂线，第 i 条线的两个端点是 (i, 0) 和 (i, height[i]) 。
找出其中的两条线，使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。
返回容器可以储存的最大水量。
说明：你不能倾斜容器

题解:利用双指针的方式，从两头向中间进行判断
if（height[left] < height[right]） left ++
else right–;

    public static int maxArea(int[] height) {
        // 初始化最大水面积变量 water
        int water = 0;

        // 初始化左右指针，left 指向数组的最左端，right 指向数组的最右端
        int left = 0;
        int right = height.length - 1;

        // 当左指针小于右指针时，继续计算
        while (left < right) {
            // 计算当前两个指针之间形成的水面面积
            int area = (right - left) * Math.min(height[left], height[right]);

            // 更新最大水面积
            water = Math.max(water, area);

            // 移动较小一侧的指针，以期找到更大的面积
            if (height[left] < height[right]) {
                left++; // 如果左边较小，左指针向右移动
            } else {
                right--; // 如果右边较小，右指针向左移动
            }
        }

        // 返回计算出的最大水面积
        return water;
    }

6.三数之和

15. 三数之和
给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请你返回所有和为 0 且不重复的三元组。
注意：答案中不可以包含重复的三元组。
示例 1：

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

示例 2：

输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。

示例 3：

输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。

题解:三数之和为某个target，先对数组进行排序；
①第一层for循环，三数第一个数，如果>target，则返回
②固定第一个数，对于数组剩余元素用双指针进行判断；
③注意需要去重和更新指针位置，i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]；

    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        // 初始化返回的结果列表 lists
        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();

        // 对数组进行排序
        Arrays.sort(nums);

        // 遍历排序后的数组，i 为当前元素的下标
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // 如果当前元素大于 0，后面的元素就不可能组成和为 0 的三元组，提前返回
            if (nums[i] > 0) {
                return lists;
            }

            // 去重：如果当前元素和前一个元素相等，跳过，避免重复计算
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }

            // 定义左右指针，left 指向 i 后面的元素，right 指向数组最后一个元素
            int left = i + 1;
            int right = nums.length - 1;

            // 通过移动指针来查找符合条件的三元组
            while (left < right) {
                // 计算三者之和
                int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];

                // 如果和大于 0，移动右指针减小和
                if (sum > 0) {
                    right--;
                }
                // 如果和小于 0，移动左指针增大和
                else if (sum < 0) {
                    left++;
                }
                // 如果和等于 0，找到了一个三元组
                else {
                    // 添加三元组到结果列表中
                    lists.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));

                    // 移动左指针，跳过重复的元素
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                        left++;
                    }

                    // 移动右指针，跳过重复的元素
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                        right--;
                    }

                    // 更新指针
                    left++;
                    right--;
                }
            }
        }

        // 返回所有找到的三元组
        return lists;
    }

7.接雨水

42. 接雨水
给定 n 个非负整数表示每个宽度为 1 的柱子的高度图，计算按此排列的柱子，下雨之后能接多少雨水。
示例 1：

输入：height = [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1]
输出：6
解释：上面是由数组 [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1] 表示的高度图，在这种情况下，可以接 6 个单位的雨水（蓝色部分表示雨水）。

题解: 每一列来的雨水量为：左边最大值和右边最大值两者的最小值差（>0）;
因此可以先遍历两遍数组，分别求当前位置的左最大值和右最大值；
再遍历一遍，进行累加，时间复杂度O（n）

    public int trap(int[] height) {
        // 初始化变量 rain 用于存储雨水总量
        int rain = 0;

        // 创建数组 maxLeft 和 maxRight 用于存储每个位置的左边和右边的最大高度
        int[] maxLeft = new int[height.length];
        int[] maxRight = new int[height.length];

        // 初始化 maxLeft 数组，第一个元素无水可以挡住
        maxLeft[0] = 0;

        // 填充 maxLeft 数组，从左到右记录当前位置左边的最大高度
        for (int i = 1; i < height.length - 1; i++) {
            maxLeft[i] = Math.max(height[i - 1], maxLeft[i - 1]);
        }

        // 初始化 maxRight 数组，最后一个元素无水可以挡住
        maxRight[height.length - 1] = 0;

        // 填充 maxRight 数组，从右到左记录当前位置右边的最大高度
        for (int i = height.length - 2; i >= 0; i--) {
            maxRight[i] = Math.max(height[i + 1], maxRight[i + 1]);
        }

        // 遍历每个位置，计算该位置能储存的雨水量
        for (int i = 0; i < height.length; i++) {
            // 计算当前柱子上方可以储存的水量，取当前柱子两侧的最小值减去当前柱子的高度
            int count = Math.min(maxLeft[i], maxRight[i]) - height[i];

            // 如果当前能够存水，则累加到总雨水量中
            if (count > 0) {
                rain += count;
            }
        }

        // 返回总雨水量
        return rain;
    }