原地修改数组（快慢指针）

26. 删除有序数组中的重复项

问题描述
给你一个 升序排列 的数组 nums ，请你 原地 删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。
由于在某些语言中不能改变数组的长度，所以必须将结果放在数组nums的第一部分。更规范地说，如果在删除重复项之后有 k 个元素，那么 nums 的前 k 个元素应该保存最终结果。
将最终结果插入 nums 的前 k 个位置后返回 k 。
不要使用额外的空间，你必须在 原地 修改输入数组 并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。
示例1

输入：nums = [1,1,2]
输出：2, nums = [1,2,_]
解释：函数应该返回新的长度 2 ，并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例2

输入：nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4]
输出：5, nums = [0,1,2,3,4]
解释：函数应该返回新的长度 5 ， 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

代码

static int removeDuplicates(int[] nums) {
    int slow = 0;
    int fast = 1;
    while (fast < nums.length) {
        if (nums[slow] != nums[fast]) {
            //slow先+1，给出位置，然后再赋值
            //维护 nums[0..slow] 无重复
            nums[++slow] = nums[fast];
        }
        fast++;
    }
    //数组长度为索引 + 1
    return slow + 1;
}

扩展：83. 删除排序链表中的重复元素

问题描述
给定一个已排序的链表的头 head ， 删除所有重复的元素，使每个元素只出现一次 。返回 已排序的链表 。
示例1

输入：head = [1,1,2]
输出：[1,2]

示例2

输入：head = [1,1,2,3,3]
输出：[1,2,3]

代码

static ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
    ListNode slow = head;   //慢指针
    ListNode fast = head;   //快指针

    while (fast != null) {
        if (fast.val != slow.val) {
            slow.next = fast;
            slow = slow.next;
        }
        fast = fast.next;
    }
    //slow需要断开后面的元素
    slow.next = null;
    return head;
}

27. 移除元素

问题描述
给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。
不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地 修改输入数组。
元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
示例1

输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。

示例2

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,4,0,3]
解释：函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

代码

static int removeElement(int[] nums, int val) {
    int fast = 0, slow = 0;
    while (fast < nums.length) {
        if (nums[fast] != val) {
            nums[slow] = nums[fast];
            slow++;
        }
        fast++;
    }
    return slow;
}

283. 移动零

问题描述
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]

代码

static void moveZeroes(int[] nums) {
    int slow = 0;
    int fast = 0;

    while (fast < nums.length) {
        if (nums[fast] != 0) {
            nums[slow] = nums[fast];
            slow++;
        }
        fast++;
    }
    //后面的元素用0补齐
    for (int i = slow ; i < nums.length; i++) {
        nums[i] = 0;
    }
}

左右指针

167. 两数之和

问题描述
给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那 两个 整数，并返回他们的数组下标。
你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，你不能重复利用这个数组中同样的元素。
示例1

给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]

示例2

输入：numbers = [2,3,4], target = 6
输出：[1,3]
解释：2 与 4 之和等于目标数 6 。因此 index1 = 1, index2 = 3 。返回 [1, 3] 。

示例3

输入：numbers = [-1,0], target = -1
输出：[1,2]
解释：-1 与 0 之和等于目标数 -1 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。

代码1：利用map

static int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    //k：v  被需要的数字：当前数字下标
    Map<Integer, Integer> needValAndIndexNowMap = new HashMap<>();
    
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        //需要的数字出现了
        if (needValAndIndexNowMap.containsKey(nums[i])) {
            //第一个数字的下标：needValAndIndexNowMap.get(arr[i])
            //第二个数字的下标：i
            return new int[]{needValAndIndexNowMap.get(nums[i]), i};
        }
        //需要的数字不存在，存入map
        needValAndIndexNowMap.put(target - nums[i], i);
    }
    return null;
}

代码2：利用左右指针

static int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    int l = 0;
    int r = nums.length - 1;
    while (l < r) {
    	//整体数字偏小，l右移
        if (nums[l] + nums[r] < target) {
            l++;
            //整体数字偏大，r左移
        } else if (nums[l] + nums[r] > target) {
            r--;
        } else {
            return new int[]{l, r};
        }
    }
    return null;
}

15. 三数之和

问题描述
给定一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 *a，b，c ，*使得 a + b + c = 0 ？找出所有满足条件且不重复的三元组。
注意：答案中不可以包含重复的三元组。
示例

例如, 给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，
满足要求的三元组集合为：
[
  [-1, 0, 1],
  [-1, -1, 2]
]

代码

static Set<List<Integer>> threeSum(int[] arr) {
    //set可以自动去重结果集
    Set<List<Integer>> result = new HashSet<>();
    //数据排序
    Arrays.sort(arr);
    //以arr[i]为基准数，利用左右指针遍历其他两个值
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        int l = i + 1;
        int r = arr.length - 1;

        while (l < r) {
            //如果三个数之和小于0，则左指针右移，整体增大
            if (arr[i] + arr[l] + arr[r] < 0) {
                l++;
                //如果三个数之和大于0，则右指针左移，整体减少
            } else if (arr[i] + arr[l] + arr[r] > 0) {
                r--;
            } else {
                //如果三个数之和等于0，则右指针左移，左指针右移，继续找下一组数据
                result.add(Arrays.asList(arr[i], arr[l], arr[r]));
                l++;
                r--;
            }
        }
    }
    return result;
}

一个方法团灭 NSUM 问题

344. 反转字符串

问题描述
编写一个函数，其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 s 的形式给出。
不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。
示例1

输入：s = ["h","e","l","l","o"]
输出：["o","l","l","e","h"]

示例2

输入：s = ["H","a","n","n","a","h"]
输出：["h","a","n","n","a","H"]

代码

static void reverseString(String[] s) {
    int l = 0;
    int r = s.length - 1;
    while (l < r) {
        String temp = s[l];
        s[l] = s[r];
        s[r] = temp;

        l++;
        r--;
    }
}

热身题：回文串判断

static boolean isPalindrome(String s) {
   char[] chars = s.toCharArray();

   int l = 0;
   int r = chars.length - 1;
   while (l < r) {
       if (chars[l] != chars[r]) {
           return Boolean.FALSE;
       }
       l++;
       r--;
   }
   return Boolean.TRUE;
}

5. 最长回文子串

问题描述
给你一个字符串 s，找到 s 中最长的回文子串。
如果字符串的反序与原始字符串相同，则该字符串称为回文字符串。
示例1

输入：s = "babad"
输出："bab"
解释："aba" 同样是符合题意的答案。

示例2

输入：s = "cbbd"
输出："bb"

代码

public class LongestPalindromeDemo {
    private int left;
    private int len;

    String longestPalindrome(String s) {
        if (s == null || s.length() < 2) {
            return s;
        }
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            // 找到以 s[i] 为中心的回文串
            find(s, i, i);
            // 找到以 s[i] 和 s[i+1] 为中心的回文串
            find(s, i, i + 1);
        }
        return s.substring(left, left + len);
    }

    void find(String s, int left, int right) {
        // 防止索引越界
        while (left >= 0 && right < s.length() && s.charAt(left) == s.charAt(right)) {
        	//是否最长子串, 是的话更新len, left指针
            if (right - left + 1 > len) {
                len = right - left + 1;
                this.left = left;
            }
            // 向两边展开
            left--;
            right++;
        }
    }
}

4. 无重复字符的最长子串

问题描述
给定一个字符串，请你找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。
示例

输入: "abcabcbb"
输出: 3 
解释: 因为无重复字符的最长子串是 "abc"，所以其长度为 3。

输入: "pwwkew"
输出: 3
解释: 因为无重复字符的最长子串是 "wke"，所以其长度为 3。
     请注意，你的答案必须是 子串 的长度，"pwke" 是一个子序列，不是子串。

代码

static int lengthOfLongestSubstring(String s) {
   //双指针：左指针
    int left = 0;
    //双指针：右指针
    int right = 0;
    //当前长度
    int length = 0;
    //最大长度
    int maxLength = 0;
    //存放字符串的位置
    HashSet<Character> set = new HashSet<>();

    while (right < s.length()) {
        //set中不包含当前字符
        if (!set.contains(s.charAt(right))) {
            set.add(s.charAt(right));
            length++;
            if (length > maxLength) {
                maxLength = length;
            }
            right++;
        } else {
            //set中包含当前字符，移动左指针，set中进行移除，直到left可以放进去
            while (set.contains(s.charAt(right))) {
                set.remove(s.charAt(left));
                left++;
                length--;
            }

            set.add(s.charAt(right));
            //这里可以不用判断最大长度，因为左边指针至少移动了一个，而右边正好移动一个，这时候最大长度没有收到影响
            length++;
            right++;
        }
    }
    return maxLength;
}

两数之和（视频讲解）：https://www.bilibili.com/video/BV11C4y1t7iY
三数之和（视频讲解）：https://www.bilibili.com/video/BV1oE411Q7cS
最长回文子串（文字详解）：https://zhuanlan.zhihu.com/p/107792552
无重复字符的最长子串（视频讲解）：https://www.bilibili.com/video/BV113411v7Ak