移动零

本文介绍了如何使用双指针算法解决编程问题,具体场景是在一个整数数组中,将所有零元素移动到数组末尾,同时保持非零元素的相对顺序。通过示例代码展示了C和Java两种语言的实现方式,强调了原地修改数组并减少操作次数的要求。

题目描述

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。

示例:

输入: [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]

说明:

1.必须在原数组上操作,不能拷贝额外的数组。
2.尽量减少操作次数。

解题方法

双指针

左指针用来指向处理好的序列的右边一个元素,右指针指向待处理的序列头部,右指针一直右移,如果发现了一个不是零的数,就交换左右指针的值,此时左指针右移。在这个过程中,从左指针指向的元素到右指针左边的一个元素组成的序列中元素都为0,左指针左边的全都是非零元素。

代码

C:

void swap(int *a, int *b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

void moveZeroes(int* nums, int numsSize){
    int left = 0, right = 0;

    while(right < numsSize){
        if(nums[right]){      
        //当right指向的元素为非零的时候,交换左右指针指向的值
            swap(nums + left, nums + right);
            left++;
        }
        right++;
    }
}

Java:

class Solution {
    public void moveZeroes(int[] nums) {
        int left = 0;
        int right = 0;
        int len = nums.length;

        while(right < len){
            if(nums[right] != 0){
            //当right指向的元素为非零的时候,交换左右指针指向的值
                swap(nums, left, right);
                left++;
            }
            right++;
        }
    }

    public void swap(int[] nums, int left, int right){
        int temp = nums[left];
        nums[left] = nums[right];
        nums[right] = temp;
    }
}
### C++ 移动算法的实现方法 在C++中,移动算法可以通过多种方式实现。以下是几种常见的实现方法,并结合引用内容进行详细说明。 #### 方法一:原地覆盖法 这种方法通过一次遍历将非元素前移,然后将剩余位置填充为。 ```cpp class Solution { public: void moveZeroes(vector<int>& nums) { int k = 0; for (auto x : nums) { if (x) nums[k++] = x; // 将非元素前移 } while (k < nums.size()) nums[k++] = 0; // 剩余位置填充为 } }; ``` 这种方法的时间复杂度为 \(O(n)\),空间复杂度为 \(O(1)\)[^1]。 #### 方法二:双指针法 双指针法使用两个指针 `left` 和 `right`,分别指向当前需要处理的非元素和待检查的元素。当遇到非元素时,交换两者的值并将 `left` 指针右移。 ```cpp class Solution { public: void moveZeroes(vector<int>& nums) { int left = 0, right = 0; while (right < nums.size()) { if (nums[right] != 0) { // 如果是非元素 swap(nums[left], nums[right]); // 交换值 left++; // 左指针右移 } right++; // 右指针始终右移 } } }; ``` 该方法同样具有 \(O(n)\) 的时间复杂度和 \(O(1)\) 的空间复杂度[^2]。 #### 方法三:基于元素个数的移动 这种方法首先计算数组中元素的个数,然后根据的个数调整非元素的位置,最后将尾部元素赋值为。 ```cpp class Solution { public: void moveZeroes(vector<int>& nums) { int n = nums.size(), size = 0, i = 0; for (i = 0; i < n; i++) { if (nums[i] == 0) { // 统计的个数 ++size; continue; } if (size) nums[i - size] = nums[i]; // 非元素向前移动 } for (i = n - size; i < n; i++) nums[i] = 0; // 尾部填充 } }; ``` 这种方法的时间复杂度为 \(O(n)\),空间复杂度为 \(O(1)\)[^4]。 #### 方法四:优化的双指针法 此方法使用 `cur` 和 `dest` 两个指针,其中 `cur` 遍历数组,`dest` 指向当前需要放置非元素的位置。当遇到非元素时,将其与 `dest` 指向的位置交换。 ```cpp class Solution { public: void moveZeroes(vector<int>& nums) { for (int cur = 0, dest = -1; cur < nums.size(); cur++) { if (nums[cur]) { // 如果是非元素 swap(nums[++dest], nums[cur]); // 交换值 } } } }; ``` 这种方法的时间复杂度为 \(O(n)\),空间复杂度为 \(O(1)\)[^5]。 ### 总结 以上四种方法均可以有效地实现移动的功能。方法一和方法四逻辑较为简单,适合初学者理解;方法二和方法三则更注重性能优化,在实际应用中表现更为出色。
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