LeetCode283 移动零

题目

Given an integer array nums, move all 0’s to the end of it while maintaining the relative order of the non-zero elements.

Note that you must do this in-place without making a copy of the array.

思路

使用双指针，pz指向第一个0开始的位置，pn指向第一个非0开始的位置，每一次操作交换两指针指向的数值。用该思路模拟一遍输入示例：

0 1 0 3 12
pz=0, pn=1
1 0 0 3 12
pz=1, pn=3
1 3 0 0 12
pz=2, pn=4
1 3 12 0 0 

因此大致可以判断使用一个while循环来做，每一次循环先找到第一个0的位置，再找到第一个非0的位置。
循环的结束条件 理所当然地可以想到，当两个指针都到数组末尾位置n-1的时候，应该退出循环。虽然这种做法称不上优雅，但是至少可以作为暂时的思路。

int pz = 0, pn = 0;
while(true){
	while(nums[pz] && pz < len - 1) pz ++; //找第一个0的位置
	while(!nums[pn] && pn < len - 1) pn ++; //找第一个非0的位置
	if(pz == len - 1) break; //0指向末尾，无需进行任何交换操作，直接结束
	/*执行交换操作*/
	if(pn == len - 1) break; //非0指向末尾，并且已经执行过交换操作，结束
}

预处理 考虑到以下一种情况：

1 0 1

当我们使用上述思路进行操作的时候，会意外地发现，最后输出的结果会是：

0 1 1

这是因为在我们的循环当中，总是第一个0和第一个非0进行交换，而无论谁的顺序在前都会执行该操作。因此，想到在循环之前先行找到第一个0的位置，而后直接将pn(非0指针)拨到0的位置上，从而确保非0指针一定是在0指针之后的。
时间复杂度 该思路的时间复杂度为0-2n. 当数组全部为0时，无需任何操作；当数组第一位为0，后续都非0时，pz从0遍历到n，pn从0遍历到n，总共需要执行2n次操作。

C++代码

class Solution {
public:
    void moveZeroes(vector<int>& nums) {
        int pz = 0;
        int len = nums.size();
        while(nums[pz] && pz < len - 1) pz++;
        int pn = pz;
        while(true){
            while(nums[pz] && pz < len - 1) pz++;
            while(!nums[pn] && pn < len - 1) pn++;
            if(pz == len - 1) break;
            int temp = nums[pz];
            nums[pz] = nums[pn];
            nums[pn] = temp;
            if(pn == len - 1) break;
        }
    }
};

官方题解

使用双指针，左指针指向当前已经处理好的序列的尾部，右指针指向待处理序列的头部。
left: 左指针左边均为非零数 -> 指向第一个0
right: 右指针左边直到左指针处均为零 -> 指向第一个非0

class Solution {
public:
    void moveZeroes(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size(), left = 0, right = 0;
        while (right < n) {
            if (nums[right]) {
                swap(nums[left], nums[right]);
                left++;
            }
            right++;
        }
    }
};

反思

官方题解提供的一种思路，即将待处理数组一分为二，处理好的序列&待处理序列。虽然left也是指向第一个0的位置，也就是pz，但是其是作为处理好的序列的末尾来看待的。也就是说，处理好的序列包括[num0, num1, num2, …, 0]. 待处理序列包括[num_r, …]. 该思路的代码写的非常优雅，while的结束条件为右指针不超出数组，处理1 0 1的时候，它直接解决了r在l左侧的问题。比while里面两个while找位置要优雅很多很多，非常值得学习。
而我的思路仅仅是看点对点进行交换，因此需要考虑很多种情况，造成break的条件不清晰，结束条件比较的长度是多少、在哪个位置进行break等等都需要考虑。同时，我的思路当中的处理好的序列其实是不包含末尾0的。