你不可不会的几种移动零的方法

Posted 2021-06-30 CSDN资讯

作者 | 程序员小熊     责编 | 欧阳姝黎

前言

今天给大家带来一道与数组相关的题目，这道题同时也是脸书和彭博的面试题，即力扣上的第283题-移动零。

本文介绍通过「末尾补零」以及「交换零元素与非零元素」的策略来解答此题，供大家参考，希望对大家有所帮助。

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。


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。

解题思路

根据题意，要想把数组中所有 0 移动到数组的末尾，还要保持非零元素的「相对位置」，只需要遍历一遍数组，找出「非零元素」，然后将找出的非零元素替换原数组的元素，原数组中「未替换的元素全部用零去替换」即可。

末尾补零法

「举例」

以数组nums =[0,1,0,3,12]为例，如下图示。

示例

遍历整个数组，找出所有非零元素。

找出所有非零元素

替换

替换

遍历、查找和替换的完整过程，如下动图示。

完整动图

「说明」

不需要查找完数组中的非零元素之和，再替换，可以「边查找边替换」，这样就不需要「开辟额外空间存储查找到的非零元素」。

Show me the Code

「C」

void moveZeroes(int* nums, int numsSize){
    int j = 0;   //  区间[0...j)中存放非零元素
    for (int i = 0; i < numsSize; ++i) {
        /* 寻找数组中所有的非零元素，并保存在区间[0...j)中 */
        if (nums[i] != 0) {
            nums[j++] = nums[i]; 
        }
    }

    /* 原数组未被非零元素替换的元素全部置为0 */
    while (j < numsSize) {
        nums[j++] = 0;
    }
}

「C++」

void moveZeroes(vector<int>& nums) {
    int j = 0;
    for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
        if (nums[i] != 0) {
            nums[j++] = nums[i];
        }
    }
    
    while (j < nums.size()) {
        nums[j++] = 0;
    }
}

「Python3」

def moveZeroes(self, nums):
    j, length = 0, len(nums)
    for i in range(length):
        if nums[i] != 0:
            nums[j] = nums[i]
            j += 1
    while j < length:
        nums[j] = 0
        j += 1

「Golang」

func moveZeroes(nums []int)  {
    j, length := 0, len(nums)
    for i := 0; i < length; i++ {
        if nums[i] != 0 {
            nums[j] = nums[i]
            j++
        }
    }
    
    for j < length {
        nums[j] = 0
        j++
    }
}

「复杂度分析」

时间复杂度：「O(n)」，其中n是数组的长度，需要遍历一遍数组。

空间复杂度：「O(1)」，未开辟额外的存储空间。

交换法

由于题目的说明中要求尽量减少操作次数，因此可以通过「遍历查找到非零元素，再交换非零元素与当前数组的第一个零元素」的策略，来减少方法一种的补零操作，从而减少操作次数。

「举例」

还是以数组 nums =[0,1,0,3,12]为例子，其交换过程如下图示。

由于 nums[1] 为非零元素，nums[0] 为零元素，因此交换它们。

其完整查找和交换过程，如下动图示。

查找和交换的完整过程

Show me the Code

「C++」

void moveZeroes(vector<int>& nums) {
    for (int i = 0, k = 0; i < nums.size(); i++) {
        if (nums[i] != 0) {
            if (i != k) {
                swap(nums[k++], nums[i]);
            } else {
                k++;
            }     
        }
    }
}

「Python3」

def moveZeroes(self, nums: List[int]) -> None:
    k, length = 0, len(nums)
    for i in range(length):
        if nums[i] != 0:
            if i != k:
                nums[k], nums[i] = nums[i], nums[k]
                k += 1
            else:
                k += 1

「Golang」

func moveZeroes(nums []int)  {
    k, length := 0, len(nums)
    for i := 0; i < length; i++ {
        if nums[i] != 0 {
            if i != k {
                nums[k], nums[i] = nums[i], nums[k]
                k++
            } else {
                k++
            }
        } 
    }
}

「说明」

上述的代码中都加了「i 是否等于 k」的判断，这是因为如果数组中的元素都是「非零元素」，就不需要「自己与自己交换」，也算是一个小的优化。

「复杂度分析」

时间复杂度：「O(n)」，其中n是数组的长度，需要遍历一遍数组。

空间复杂度：「O(1)」，未开辟额外的存储空间。

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