算法入门:专题攻克主题一---双指针(1)移动零 复写零

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移动零:

移动零leetcode题目

数组划分,数组分块,双指针算法来解决,也就是用数组的下标来充当指针。
双指针的解释:

cur:从左往右扫描数组,遍历数组;
dest:已处理的区间内,非零元素的最后一个位置;

该怎么理解呢?

数组元素的下标从0n-1,也就是这两个指针将区间划分为3个段,[0,dest] [dest+1,cur-1] [cur,n-1]
[0,dest]是已处理区间,[dest+1,cur-1]是零元素,[cur+1,n-1]是待处理区间

cur是从左往右开始扫描,所以首先应该指向下标为0的位置,dest作为非零元素的最后一个位置,这里首先指向下标为-1的位置

cur在走的过程中有两种情况:cur指向零元素,cur++,走向下一个元素,此时[dest+1,cur-1]区间就是零元素区间,仅仅向后挪动一位不做处理;cur指向非零元素,就要让这个元素加入到已处理区间内部,所以这个地方就交换,dest++之后,再交换;

cur遍历到指向nullptr的位置时就说明已经遍历结束了,此时完全实现了数组中的零元素全部在数组的末尾位置。
如何做到?

cur从前往后遍历的过程中:
1.遇到0元素:cur++;2.遇到非零元素:swap(dest+1,cur);cur++;dest++

上代码!!!

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    void moveZeroes(vector<int>& nums) {
        for(int cur=0,dest=-1;cur<nums.size();cur++)
        {
            if(nums[cur]!=0)
                swap(nums[++dest],nums[cur]);//dest先自增1,swap的是增加1之后的值
                //于此同时这里dest也完成了++
        }
    }
};

复写零

复写零leetcode题目

题目解析 :给了一个数组,把数组中出现的0复写一遍,不允许开数组,也没有任何返回类型,将其余元素向右平移。
解法双指针解法,先根据"异地"操作,然后优化成双指针下的"就地"操作

也即是创建一个新的数组,大小跟原数组一样,

定义一个cur用来扫描原数组,定义一个dest用来扫描新的数组,

cur指向非0元素,将cur指向的数据拿下来复制到dest指向的位置,接着实现cur++,dest++;

cur指向0元素,将cur指向的0拿下来复制到dest指向的位置,接着dest++的位置再次写入一个0,最后实现cur++,dest++,当dest越界时完成操作。

但是不允许开数组,我们可不可以将两个指针实现到同一个数组当中呢?

还是向上一道题一样,我们将cur的位置指向下标为0的位置,将dest也指向0的位置,如果还是从左向右的操作,复写0会覆盖掉右边还没有被判断是否为0的数字,那可以从右向左吗?

dest指向最后一个位置(下标为n-1的元素位置),cur指向最后一个被复写的元素,

cur指向的位置是非零元素,将cur位置的值赋值给destcur--;dest--;如果cur指向的位置是零元素,将cur位置的值赋值给dest,dest之前一个位置的值也是0,还要实现cur--,dest--;如果curdest都越界的话完成操作。

总结

1.先找到最后一个"复写"的数;
2.从后向前完成复写操作;

那么我们该怎么找到最后一个复写的数字呢?

这里还要再嵌套一个双指针算法;cur指向下标为0的元素,dest指向下标为-1的元素,当cur指向位置的值为非零元素,dest++,再判断一下dest是否已经走到空了,再cur++;当cur指向位置的值是非零元素,dest向后移动2步,再判断一下dest是否已经走到空了,再cur++;到最后cur位置指向的是最后一个被复写的数字,dest刚好指向数组下标n-1的位置。这样才可以进行后续操作。

这一步我们总结:
1.先判断cur位置的值;
2.决定dest向后移动一位还是两位;
3.判断dest是否已经走到空了;
4.以上条件满足则cur++

还要一种特殊情况;如果数组的倒数第二个位置的数字是0,再进行上述找到最后一个复写的数字时,会导致dest移动的时候发生越界,比如说数组[1,0,2,3,0,4],按照上述操作cur最后指向的位置是0,但是dest需要向后走两步,这样就会造成越界。

所以要处理一下边界情况:把n-1的位置修改为0,然后将dest向前移动两位,cur向前移动一位再继续进行从后向前的复写操作。

上代码!

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    void duplicateZeros(vector<int>& arr) {
        //1.先找最后一个复写的数
        int cur=0,dest=-1,n=arr.size();
        while(cur<n)
        {
            if(arr[cur]){dest++;}
            else{dest+=2;}
            if(dest>=n-1)break;//是否走到空了
            cur++;
        }

        //处理一下边界情况
        if(dest==n)
        {
            arr[n-1]=0;
            cur--;dest-=2;
        }

        //3.从后向前完成复写操作
        while(cur>=0)
        {
            if(arr[cur]!=0) arr[dest--]=arr[cur--];
            else{
                arr[dest--]=0;
                arr[dest--]=0;
                cur--;
            }
        }

    }
};
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