你不可不会的几种移动零的方法

Posted 2021-06-20 程序员小熊

采用“动图”的方式，介绍几种你不可不会的移动零的方法！！！

前言

本文主要介绍通过「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

 

 

解题思路

根据题意，要把数组中所有 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]为例子，如下图示。

 

遍历整个数组，找出所有非零元素。

 

替换

 

遍历、查找和替换的完整过程，如下动图示。

 

「说明」

不需要全部查找完数组中的非零元素之和，再去替换，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」

 1 void moveZeroes(int* nums, int numsSize){
 2     int j = 0;   //  区间[0...j)中存放非零元素
 3     for (int i = 0; i < numsSize; ++i) {
 4         /* 寻找数组中所有的非零元素，并保存在区间[0...j)中 */
 5         if (nums[i] != 0) {
 6             nums[j++] = nums[i]; 
 7         }
 8     }
 9 
10     /* 原数组未被非零元素替换的元素全部置为0 */
11     while (j < numsSize) {
12         nums[j++] = 0;
13     }
14 }

「C++」

 1 void moveZeroes(vector<int>& nums) {
 2     int j = 0;
 3     for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
 4         if (nums[i] != 0) {
 5             nums[j++] = nums[i];
 6         }
 7     }
 8     
 9     while (j < nums.size()) {
10         nums[j++] = 0;
11     }
12 }

「Python3」

1 def moveZeroes(self, nums):
2     j, length = 0, len(nums)
3     for i in range(length):
4         if nums[i] != 0:
5             nums[j] = nums[i]
6             j += 1
7     while j < length:
8         nums[j] = 0
9         j += 1

「Golang」

 1 func moveZeroes(nums []int)  {
 2     j, length := 0, len(nums)
 3     for i := 0; i < length; i++ {
 4         if nums[i] != 0 {
 5             nums[j] = nums[i]
 6             j++
 7         }
 8     }
 9     
10     for j < length {
11         nums[j] = 0
12         j++
13     }
14 }

「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」，因此可以考虑通过「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。

 

Show me the Code

「C++」

 1 void moveZeroes(vector<int>& nums) {
 2     for (int i = 0, k = 0; i < nums.size(); i++) {
 3         if (nums[i] != 0) {
 4             if (i != k) {
 5                 swap(nums[k++], nums[i]);
 6             } else {
 7                 k++;
 8             }     
 9         }
10     }
11 }

「Python3」

1 def moveZeroes(self, nums: List[int]) -> None:
2     k, length = 0, len(nums)
3     for i in range(length):
4         if nums[i] != 0:
5             if i != k:
6                 nums[k], nums[i] = nums[i], nums[k]
7                 k += 1
8             else:
9                 k += 1

「Golang」

 1 func moveZeroes(nums []int)  {
 2     k, length := 0, len(nums)
 3     for i := 0; i < length; i++ {
 4         if nums[i] != 0 {
 5             if i != k {
 6                 nums[k], nums[i] = nums[i], nums[k]
 7                 k++
 8             } else {
 9                 k++
10             }
11         } 
12     }
13 }

「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。