【LeetCode原地复写零】:双指针+逆向填充,O(n)时间O(1)空间最优解!

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【前言】

本文聚焦 LeetCode"原地复写零"经典题目,核心需求是在固定长度数组中复写每个 0并右移其余元素,且需满足原地修改、不使用额外数组空间的约束。正向遍历易导致后续元素被覆盖,为此本文详解双指针+逆向填充的优雅解法,高效破解这一核心难点。

文章目录:

一、复写零

二、思路分析

复写零这道题是让在原数组修改,如果从前向后遍历,后面的元素会被覆盖,所以我们要找到被复写的最后一个元素,然后从后往前复写。运用双指针+逆向填充

1.找到复写的最后一个数

  • 定义两个指针:cur遍历原数组,pre模拟复写后的数组指针;
  • cur==0时,pre向后移动两位,cur!=0时,pre向后移动两位(因为要复写0);
  • 当pre>=n-1时,停止遍历,这时,cur指的就是要复写的最后一个元素

边界情况:如下面这种情况,pre == n时,说明要复写的最后一个元素是0,这里单独处理

  • 将数组最后一位改为0,也就是n==0;
  • cur向前移动一位,pre向前移动两位;

2.开始从后往前复写

从cur向前遍历,cur != 0时,就让arr[pre] == arr[cur];

cur == 0时,就让pre和pre-1位置的数都改为0,然后继续向前复写。

三、代码展示

java 复制代码
class Solution {
    public void duplicateZeros(int[] arr) {
         int cur = 0, pre = -1, n = arr.length;
        //1.找到要复写的最后一个元素
        while(cur < n){
            if(arr[cur] == 0){
                pre += 2;
            }else{
                pre++;
            }
            if(pre >= n-1){
                break;
            }
            cur++;
        }
        //处理边界情况
        if(pre == n){
            arr[n-1] = 0;
            cur--;
            pre -= 2;
        }
        //开始从后向前复写
        while(cur >= 0){
        if(arr[cur] != 0){
            arr[pre--] = arr[cur--];
        }else{
            arr[pre--] = 0;
            arr[pre--] = 0;
            cur--;
        }
      }
    }
}

四、时间和空间复杂度分析

  • 时间复杂度O(n):只需要遍历数组两次,第一次定位边界,第二次逆向填充;
  • 空间复杂度O(1):使用的原数组,没有额外空间

五、总结

本解法通过双指针先定位复写边界,再逆向填充数组,既避免了正向遍历的元素覆盖问题,又实现了 O(n) 线性时间复杂度与 O(1) 常数空间复杂度的最优表现。其中"先确定边界、再逆向操作"的思路,是解决数组原地修改类问题的关键技巧,具有较强的通用性与实用性。


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