Rust：算法题：移动0

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。重要的是要在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。 leetcode链接

示例说明：

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]

约束条件：

1 <= nums.length <= 10^4
-2^31 <= nums[i] <= 2^31 - 1

解题思路

一般像数组，有序，并且将其进行数字移动的操作都可以考虑双指针法，因为通常来说都可以降低时间复杂度，如果不用双指针法，可能就需要两层循环，但是用双指针法，一次循环就可以达到两层循环的效果，非常好用！

算法方法

为了解决这个问题，我们采用双指针技巧，通过两个指针 slow 和 fast 来有效地区分非零元素和零。方法可以分为两个主要步骤：

第一遍扫描 - 将非零元素移动到左边:
- 使用 fast 遍历数组时，我们用 slow 来跟踪下一个非零元素应该放置的位置。每次在 fast 位置遇到一个非零元素，我们就将其值复制到 slow 指向的位置，然后增加 slow。
- 这个步骤确保所有非零元素都移动到数组的开头，并保持它们原有的顺序。
第二遍扫描 - 将剩余位置填充为零:
- 从 slow 指针的位置开始（现在指向最后一个非零元素的下一个位置），我们将数组的其余部分填充为零。

Rust 代码实现

rust 复制代码

impl Solution {
    pub fn move_zeroes(nums: &mut Vec<i32>) {
        let mut slow = 0_usize;
        let mut fast = 0_usize;
        while fast < nums.len() {
            if nums[fast] != 0 {
                nums[slow] = nums[fast];
                slow += 1;
            }
            fast += 1;
        }
        while slow < nums.len() {
            nums[slow] = 0;
            slow += 1;
        }
    }
}

复杂度分析

时间复杂度： 由于算法对数组进行了两次遍历，因此时间复杂度为线性时间复杂度， O(n)，其中n是数组中的元素个数。
空间复杂度： 由于操作是就地进行的，并且只使用了恒定数量的额外空间，所以空间复杂度为 O(1)。

为什么双指针方法有效？

双指针方法之所以在"移动零"问题中特别有效，是因为它允许我们在单次或极少的遍历中完成对数组的修改，同时保持非零元素的相对顺序。这种方法使用两个指针（在本问题中是slow和fast）分别跟踪特定条件下的元素位置，从而达成如下目的：

slow指针：标记了当前已处理序列的末尾，即下一个非零元素应该放置的位置。
fast指针：用于遍历数组，寻找非零元素。
这种区分使得算法能够在fast指针寻找到非零元素时，立即将其移动到slow指针的位置，从而将非零元素集中到数组的前端，而不需要额外的数组来存放非零元素或多次遍历数组。
减少赋值操作 ：通过只在fast指针找到非零元素时才进行赋值操作，减少了不必要的赋值次数。如果fast和slow指向相同的元素，实际上没有必要做赋值操作，因为它们都是非零的，这避免了自赋值。
避免多余的遍历 ：一旦所有非零元素都被移动到数组的前面，剩下的位置必定都是零。因此，第二次遍历从slow指针开始，直接将剩余的部分填充为零，无需再次检查这些元素是否为零。Pomelo_刘金。转载请注明原文链接。感谢！