力扣算法题——1089.复写零【系统讲解】

本题思路总览

本题要求在原数组上进行操作，将数组中每个零都复写一遍，其余元素向右平移，且不能超出数组长度。我们的整体思路是：先通过异地实现（即借助额外数组）找到关键规律，再将规律应用到原地实现（直接在原数组上操作）。

异地实现探索规律

1. 异地实现过程

假设我们有一个额外的数组来存储修改后的结果。我们从原数组的开头开始遍历，遇到非零元素就直接复制到新数组的对应位置；遇到零元素时，就在新数组中连续放置两个零。当新数组填满时停止遍历原数组。

2. 关键位置观察

在异地实现完成后，我们观察两个指针 cur 和 des 的位置。cur 指针指向原数组中最后一个被处理的元素位置，des 指针指向新数组中最后一个被填充的位置。此时我们会发现，如果从这两个位置开始，分别从后往前复制元素，即原数组从 cur 位置开始，新数组从 des 位置开始，就能得到满足题目要求的修改后的数组。

从异地到原地的转化

既然在两个数组的情况下，从 des 和 cur 位置开始从后往前复制能得到正确结果，那么在同一个数组内也可以采用同样的方法。因为数组元素的覆盖是从后往前进行的，不会丢失前面未处理元素的信息，所以可以直接在原数组上进行操作，且 des 和 cur 的位置关系保持不变。

寻找 cur 位置

现在问题的关键就变成了如何找到 cur 的位置。这里我们使用快慢指针的思路来解决。

1. 快慢指针定义

cur 指针：作为快指针，用于遍历原数组。

des 指针：作为慢指针，用于间接确定 cur 的位置。它模拟了在异地实现时新数组的填充位置。

2. 指针移动规则

当 cur 指向的元素不为零时，des 指针向后移动一位，因为此时只需要在新数组（或原数组的模拟填充位置）放置一个元素。

当 cur 指向的元素为零时，des 指针向后移动两位，因为要复写零，需要在新数组（或原数组的模拟填充位置）放置两个零。

3. 终止条件

在移动过程中，不断检查 des 指针是否达到或超过原数组的最后一个位置。当 des >= arr.size() - 1 时，说明已经找到了最后一个需要处理的元素位置 cur，停止遍历。

处理边界情况及复制阶段

1. 边界情况处理

如果 des 刚好等于 arr.size()，说明最后一个零复写后超出了数组长度，此时需要特殊处理。我们将数组的最后一个位置赋值为零，然后将 cur 和 des 指针都向前移动一位。

2. 复制阶段

从 cur 和 des 位置开始，从后往前遍历数组。如果 cur 指向的元素不为零，将其复制到 des 位置；如果 cur 指向的元素为零，将零复写到 des 位置及其前一个位置。每次复制后，cur 和 des 指针都向前移动相应的位置，直到 cur 小于 0 为止。

通过以上步骤，我们就可以在原数组上完成零的复写操作，同时保证不超出数组长度。

💕3.代码实现

cpp 复制代码

class Solution {
public:
    void duplicateZeros(vector<int>& arr) {
        int des = -1;//最开始不知道位置先设为-1
        int cur = 0;
        //找到cur
        while(cur<=arr.size()-1)
        {
            if(arr[cur]!=0)
            {
                des++;
            }else{
                des +=2;
            }
            if(des>=arr.size()-1)
            {
                break;
            }
            cur++;
        }
        //特殊处理
        if(des == arr.size())
        {
            arr[--des] = 0;
            cur--;
            des--;
        }
        //复制
        while(cur>=0)
        {
            if(arr[cur]!=0)
            {
                arr[des] = arr[cur];
                des--;
            }else{
                arr[des] = arr[cur];
                des--;
                arr[des] = arr[cur];
                des--;
            }
            cur--;
        }
    }
};