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前言
这是力扣的283题,难度为简单,解题方案有很多种,本文讲解我认为最奇妙的三种。
一、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。
请注意 ,必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。
示例 1:
输入: nums =[0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]
示例 2:
输入: nums = [0]
输出: [0]
提示:
1 <= nums.length <= 104
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
进阶:你能尽量减少完成的操作次数吗?
二、题解
2.1 方法一:双指针
思路与算法:
使用双指针,i 指针指向当前已经处理好的序列的尾部,j 指针指向待处理序列的头部。
j 指针不断向右移动,每次 j 指针指向非零数,则将 i j 指针对应的数交换,同时 i 指针右移。
注意到以下性质:
- i 指针左边均为非零数;
- j 指针左边直到左指针处均为零。
因此每次交换,都是将 i 指针的零与 j 指针的非零数交换,且非零数的相对顺序并未改变。
2.2 方法二:两次遍历
思路与算法:
首先创建两个指针 i 和 j,第一次遍历的时候指针 j 用来记录当前有多少非 0 元素。
即遍历的时候每遇到一个非 0 元素就将其往数组左边挪,第一次遍历完后,j 指针的下标就指向了最后一个非 0 元素下标。
编辑
第二次遍历的时候,起始位置就从 j 开始到结束,将剩下的这段区域内的元素全部置为 0。
2.3 方法三:一次遍历
思路与算法:
参考了快速排序的思想,快速排序首先要确定一个待分割的元素做中间点 x,然后把所有小于等于 x 的元素放到 x 的左边,大于 x 的元素放到其右边。
这里我们可以用 0 当做这个中间点,把不等于 0(注意题目没说不能有负数)的放到中间点的左边,等于 0 的放到其右边。
这的中间点就是 0 本身,所以实现起来比快速排序简单很多,我们使用两个指针 i 和 j,只要 nums[i]!=0,我们就交换 nums[i] 和 nums[j]
三、代码
3.1 方法一:双指针
Java版本:
class Solution { public static void moveZeroes(int[] nums) { int n = nums.length; if (n == 0 || n == 1) return; int i = 0, j = 0; while (j < n) { if (nums[j] != 0) { reserve(nums, i, j); i++; } j++; } } void reserve(int[] nums, int i, int j) { int temp = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j] = temp; } }
C++版本:
class Solution { public: void moveZeroes(vector<int>& nums) { int n = nums.size(), i = 0, j = 0; while (j < n) { if (nums[j]) { swap(nums[i], nums[j]); i++; } j++; } } };
3.2 方法二:两次遍历
Java版本:
class Solution { public static void moveZeroes1(int[] nums) { int n = nums.length; if (n == 0 || n == 1) return; int j = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (nums[i] != 0) { nums[j++] = nums[i]; } } for (int i = j; i < n; i++) { nums[i] = 0; } } }
C++版本:
class Solution { public: void moveZeroes(vector<int>& nums) { int n = nums.size(); if (n == 0 || n == 1) return; int j = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (nums[i] != 0) { nums[j++] = nums[i]; } } for (int i = j; i < n; i++) { nums[i] = 0; } } };
3.3 方法三:一次遍历
Java版本:
class Solution { public static void moveZeroes2(int[] nums) { int n = nums.length; if (n == 0 || n == 1) return; int j = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (nums[i] != 0) { int temp = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j++] = temp; } } } }
C++版本:
class Solution { public: void moveZeroes(vector<int>& nums) { int n = nums.size(); if (n == 0 || n == 1) return; int j = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (nums[i] != 0) { int temp = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j++] = temp; } } } };
四、复杂度分析
4.1 方法一:双指针
- 时间复杂度:O(n)。
- 空间复杂度:O(1)。
4.2 方法二:两次遍历
- 时间复杂度:O(n)。
- 空间复杂度:O(1)。
4.3 方法三:一次遍历
- 时间复杂度:O(n)。
- 空间复杂度:O(1)。