当前位置：首页 > news >正文

Go中的指针指向指针(双指针)

news 2024/10/23 16:14:10

Go编程语言中的指针是一个变量，用于存储另一个变量的内存地址。指针是一个特殊的变量，因此它甚至可以指向任何类型的变量。基本上，这看起来像是一个指针链。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针将用于存储第二个指针的地址。这个概念有时被称为双指针。

双指针是一种常用的算法技巧，它通过使用两个指针来遍历数据结构，从而在一次遍历中解决问题，避免使用额外的数据结构，从而降低时间复杂度和空间复杂度。双指针技巧通常用于解决链表和数组相关的问题，下面我们将详细介绍双指针的应用场景和举例用法。

1.双指针的类型

快慢指针

快慢指针一般用于解决链表相关的问题。快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步。通过快慢指针的遍历，可以找到链表的中间节点、判断链表是否有环、寻找链表倒数第k个节点等问题。

例如，判断链表中是否含有环的问题，可以使用快慢指针的方法。快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步，如果链表中有环，快指针最终会追上慢指针。

左右指针

左右指针一般用于解决数组或字符串相关的问题。左指针从数组的最左边开始，右指针从数组的最右边开始，然后向中间移动。通过左右指针的遍历，可以找到满足某种条件的子数组或子字符串，比如两数之和、反转数组、滑动窗口等问题。

使用示例

在下面的程序中，指针pt2存储pt1指针的地址。解引用pt2即* pt2将给出变量v的地址，或者您也可以说指针pt1的值。如果您尝试** pt2，那么将给出变量v的值，即100。

package mainimport "fmt"func main() {//整数类型变量var V int = 100//获取一个指针//的整数类型var pt1 *int = &V//获取指向的指针//指向pt1的指针存储地址//将pt1转化为pt2var pt2 **int = &pt1fmt.Println("变量V的值为 = ", V)fmt.Println("变量V的地址为 = ", &V)fmt.Println("pt1的值为 = ", pt1)fmt.Println("pt1地址为 = ", &pt1)fmt.Println("pt2的值为 = ", pt2)//解引用//指向指针的指针fmt.Println("pt2地址的值为（*pt2） = ", *pt2)//双指针将给出变量V的值fmt.Println("*(pt2地址处的值为) 或 **pt2 = ", **pt2)
}

输出：

变量V的值为 =  100
变量V的地址为 =  0xc000062090
pt1的值为 =  0xc000062090
pt1地址为 =  0xc00008c018
pt2的值为 =  0xc00008c018
pt2地址的值为（*pt2） =  0xc000062090
*(pt2地址处的值为) 或 **pt2 =  100

2.使用方法

在Go语言中，双指针通常指的是指向指针的指针，也就是二级指针。这在C语言中比较常见，但在Go语言中使用得较少，因为Go的指针使用已经非常灵活，而且Go鼓励使用切片（slice），它在内部处理了动态数组的复杂性。

不过，如果你确实需要使用双指针，比如在某些底层操作或者特定的算法实现中，可以这样声明和使用双指针：

package mainimport "fmt"func main() {// 定义一个变量var value int = 100// 定义一个指针，指向valuevar ptr *int = &value// 定义一个双指针，指向ptrvar ptrToPtr **int = &ptr// 输出原始变量的值fmt.Println("Value:", value)// 输出ptr指向的值fmt.Println("Value pointed by ptr:", *ptr)// 输出ptrToPtr指向的ptr的值fmt.Println("Value pointed by ptrToPtr:", **ptrToPtr)// 通过双指针修改原始变量的值**ptrToPtr = 200// 输出修改后的原始变量的值fmt.Println("Value after modification through ptrToPtr:", value)
}

在这个例子中，ptr 是一个一级指针，它存储了变量 value 的内存地址。ptrToPtr 是一个二级指针，它存储了 ptr 的内存地址。通过解引用操作符 *，我们可以访问指针指向的值。在Go中，解引用操作符 * 用于获取指针指向的值，而 & 用于获取变量的内存地址。

注意:Go语言中通常不需要使用双指针，除非你在编写底层代码或者进行某些特定的算法实现。在大多数情况下，使用切片和映射（map）会更加安全和方便。

3.双指针的应用实例

移除元素

左右指针+交换值在这个问题中，可以使用左右指针的方法来移除数组中的特定元素。左指针从数组的开始遍历，右指针从数组的末尾遍历，通过交换元素来移除不需要的值。

package mainimport "fmt"func removeElement(nums []int, val int) int {// 使用左指针i来遍历数组i := 0// 使用右指针j来指向将要放置的元素for j := 0; j < len(nums); j++ {if nums[j] != val {nums[i] = nums[j]i++}}return i
}func main() {nums := []int{3, 2, 2, 3}val := 3newLength := removeElement(nums, val)fmt.Println("Array after removing elements:", nums[:newLength])
}

两数之和

在这个问题中，可以使用左右指针来找到两个数，使得它们的和等于目标值。由于数组是有序的，我们可以通过移动左右指针来调整和的大小，直到找到满足条件的两个数。

package mainimport "fmt"func twoSum(nums []int, target int) []int {left, right := 0, len(nums)-1for left < right {sum := nums[left] + nums[right]if sum == target {return []int{left + 1, right + 1}} else if sum < target {left++} else {right--}}return []int{-1, -1}
}func main() {nums := []int{2, 7, 11, 15}target := 9result := twoSum(nums, target)fmt.Println("Indexes of the two numbers:", result)
}

反转数组

在这个问题中，可以使用左右指针来反转数组。左指针从数组的开始遍历，右指针从数组的末尾遍历，通过交换左右指针指向的元素来实现数组的反转。

package mainimport "fmt"func reverseArray(nums []int) {left, right := 0, len(nums)-1for left < right {// 交换左右指针指向的元素nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]left++right--}
}func main() {nums := []int{1, 2, 3, 4}reverseArray(nums)fmt.Println("Reversed array:", nums)
}

这些示例展示了如何使用双指针技巧来解决实际问题。在实际应用中，你可能需要根据具体问题调整这些代码。例如，对于链表问题，你需要使用链表节点的指针，而对于数组问题，你可以直接使用索引。这些示例提供了一个基本的框架，你可以根据需要进行修改和扩展。