【优选算法】(第一篇)
这个⽅法是往后我们学习「快排算法」的时候,「数据划分」过程的重要⼀步。如果将快排算法拆解的话,这⼀段⼩代码就是实现快排算法的「核⼼步骤」。
目录
移动零(easy)
题目解析
「数组分两块」是⾮常常⻅的⼀种题型,主要就是根据⼀种划分⽅式,将数组的内容分成左右两部分。这种类型的题,⼀般就是使⽤「双指针」来解决。
1.题目链接:. - 力扣(LeetCode)
2.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]
3.解法(快排的思想:数组划分区间-数组分两块):
讲解算法原理
算法思路:
在本题中,我们可以⽤⼀个 cur 指针来扫描整个数组,另⼀个 dest 指针⽤来记录⾮零数序列的最后⼀个位置。根据 cur 在扫描的过程中,遇到的不同情况,分类处理,实现数组的划分。
在 cur 遍历期间,使 [0, dest] 的元素全部都是⾮零元素, [dest + 1, cur - 1] 的元素全是零。
算法流程:
a. 初始化 cur = 0 (⽤来遍历数组), dest = -1 (指向⾮零元素序列的最后⼀个位置。因为刚开始我们不知道最后⼀个⾮零元素在什么位置,因此初始化为 -1 )
b. cur 依次往后遍历每个元素,遍历到的元素会有下⾯两种情况:
i. 遇到的元素是 0 , cur 直接 ++ 。因为我们的⽬标是让 [dest + 1, cur - 1] 内的元素全都是零,因此当 cur 遇到 0 的时候,直接 ++ ,就可以让 0 在 cur - 1 的位置上,从⽽在 [dest + 1, cur - 1] 内;
ii. 遇到的元素不是 0 , dest++ ,并且交换 cur 位置和 dest 位置的元素,之后让cur++ ,扫描下⼀个元素。
• 因为 dest 指向的位置是⾮零元素区间的最后⼀个位置,如果扫描到⼀个新的⾮零元素,那么它的位置应该在 dest + 1 的位置上,因此 dest 先⾃增 1 ;
• dest++ 之后,指向的元素就是 0 元素(因为⾮零元素区间末尾的后⼀个元素就是0 ),因此可以交换到 cur 所处的位置上,实现 [0, dest] 的元素全部都是⾮零元素, [dest + 1, cur - 1] 的元素全是零。
两个指针的作用:
cur:从左往右扫描代码,遍历数组
dest:已处理的区间内,非零元素的最后一个位置
编写代码
c++算法代码:
class Solution
{
public:
void moveZeroes(vector<int>& nums)
{
for(int cur = 0, dest = -1; cur < nums.size(); cur++)
if(nums[cur]) // 处理⾮零元素
swap(nums[++dest], nums[cur]);
}
};
算法总结
这个⽅法是往后我们学习「快排算法」的时候,「数据划分」过程的重要⼀步。如果将快排算法拆解的话,这⼀段⼩代码就是实现快排算法的「核⼼步骤」。
复写零(easy)
题目解析
1.题目链接:. - 力扣(LeetCode)
2.题目描述
给你⼀个⻓度固定的整数数组 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⻓度的位置写⼊元素。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。
⽰例1:
输⼊: arr = [1,0,2,3,0,4,5,0]
输出: [1,0,0,2,3,0,0,4]
解释:
调⽤函数后,输⼊的数组将被修改为: [1,0,0,2,3,0,0,4]
3.解法:(原地复写-双指针):
讲解算法原理
算法思路:
如果「从前向后」进⾏原地复写操作的话,由于 0 的出现会复写两次,导致没有复写的数「被覆盖掉」。因此我们选择「从后往前」的复写策略。
但是「从后向前」复写的时候,我们需要找到「最后⼀个复写的数」,因此我们的⼤体流程分两步:
i. 先找到最后⼀个复写的数;
ii. 然后从后向前进⾏复写操作。
算法流程:
a. 初始化两个指针 cur = 0 , dest = 0 ;
b. 找到最后⼀个复写的数:
i. 当 cur < n 的时候,⼀直执⾏下⾯循环:
• 判断 cur 位置的元素:
◦ 如果是 0 的话, dest 往后移动两位;
◦ 否则, dest 往后移动⼀位。
• 判断 dest 时候已经到结束位置,如果结束就终⽌循环;• 如果没有结束, cur++ ,继续判断。
c. 判断 dest 是否越界到 n 的位置:
i. 如果越界,执⾏下⾯三步:
1. n - 1 位置的值修改成 0 ;
2. cur 向移动⼀步;
3. dest 向前移动两步。
d. 从 cur 位置开始往前遍历原数组,依次还原出复写后的结果数组:
i. 判断 cur 位置的值:
1. 如果是 0 : dest 以及 dest - 1 位置修改成 0 , dest -= 2 ;2. 如果⾮零: dest 位置修改成 0 , dest -= 1 ;
ii. cur-- ,复写下⼀个位置。
编写代码
class Solution
{
public:
void duplicateZeros(vector<int>& arr)
{
// 1. 先找到最后⼀个数
int cur = 0, dest = -1, n = arr.size();
while(cur < n)
{
if(arr[cur]) dest++;
else dest += 2;
if(dest >= n - 1) break;
cur++;
}
// 2. 处理⼀下边界情况
if(dest == n)
{
arr[n - 1] = 0;
cur--; dest -=2;
}
// 3. 从后向前完成复写操作
while(cur >= 0)
{
if(arr[cur]) arr[dest--] = arr[cur--];
else
{
arr[dest--] = 0;
arr[dest--] = 0;
cur--;
}
}
}
};
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