算法之双指针系列(一)

题目

力扣 283 题：移动零

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。

请注意，必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。

思路

可以将这个数组划分为三块区域：

非零数字区域
全为 0 的区域
未处理区域

数组大小为 n，可以定义两个变量 cur = 0、dest = -1：

0 ~ dest 表示非零区域
dest + 1 ~ cur - 1 表示零区域
cur ~ n - 1 表示未处理区域

由 cur 对数组进行遍历（每次都 ++）。当遇到的数是 0 时，零区域需要扩大，此时只执行 cur++；

若遇到的数非 0，则执行 dest++，此时非零区域变大。这时 dest 指向的是一个 0，而 cur 指向非 0，于是交换 nums[cur] 与 nums[dest]。交换后，dest 指向的就是非零元素，而 cur 指向 0。

参考代码

java 复制代码

class Solution {
    public void moveZeroes(int[] nums) {
        int cur = 0, dest = -1;
        while (cur < nums.length) {
            if (nums[cur] != 0) {
                dest++;
                int tmp = nums[cur];
                nums[cur] = nums[dest];
                nums[dest] = tmp;
            }
            cur++;
        }
    }
}

题目

力扣 1089 题：复写零

给你一个长度固定的整数数组 arr，请你将该数组中出现的每个零都复写一遍，并将其余的元素向右平移。

注意：请不要在超过该数组长度的位置写入元素。请对输入的数组就地进行上述修改，不要从函数返回任何东西。

思路

从前往后开始复写 0，会导致被 0 覆盖的数字很难被记录下来，不如「正难则反」，从后往前开始复写 0。我们只需要记录原数组从前往后复写时，能复写到第几位数字就可以了。

定义两个变量：cur = 0、dest = -1。

0 ~ cur - 1 表示已经统计好长度的原数组元素
cur 表示正在统计的原数组元素
dest 表示复写到哪一位
n 表示数组大小

先用 while (cur < n) 以 cur++ 的形式遍历数组：当 arr[cur] == 0 时，dest += 2，因为 0 要写两次，一次占用两个位置；否则 arr[cur] != 0 时，dest++。每次循环结束后 cur++。

同时要做特殊情况处理：在 dest 接近数组末尾时，dest 可能等于 n - 1，或者直接越界等于 n。此时对 dest == n 做特殊处理------因为 dest 能等于 n，是因为 cur 最后一次处理时 arr[cur] == 0，所以 dest += 2 后 dest == n。此时只需要令 arr[n - 1] = 0，再执行 cur--、dest -= 2，特殊情况即处理完成。

最后则是 while (cur >= 0) 从后往前循环：当 arr[cur] == 0 时，连续两次执行 arr[dest--] = 0，并执行 cur--；否则执行 arr[dest--] = arr[cur--]。

参考代码

java 复制代码

class Solution {
    public void duplicateZeros(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        int cur = 0, dest = -1;
        while (cur < n) {
            if (arr[cur] == 0) {
                dest += 2;
            } else {
                dest++;
            }
            if (dest >= n - 1) {
                break;
            }
            cur++;
        }
        if (dest == n) {
            arr[n - 1] = 0;
            cur--;
            dest -= 2;
        }
        while (cur >= 0) {
            if (arr[cur] == 0) {
                arr[dest--] = 0;
                arr[dest--] = 0;
            } else {
                arr[dest--] = arr[cur];
            }
            cur--;
        }
    }
}