算法双指针系列-Day1-移动零

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前言

最近估计会多写一些算法题目的文章，我也是刚开始学习，写的文章就当记录寒假生活了。如果有初学算法的小伙伴我们可以一起学习，还是新手，有错误的话，还请指正，感谢。
最近就先写双指针类问题了，我使用的编程语言为C++，每个题目我会附上力扣的链接，在文章最后会附上C++代码和Java代码。

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一、题目链接

移动零

二、题目描述

题?描述：
给定?个数组 nums ，编写?个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持?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?操作。
示例 1:
输?: nums = [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]
?例 2:
输?: nums = [0]
输出: [0]

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三、算法思路

1.初步分析

分析可知，该题目就是想要通过对给定的数组进行操作，最终把这个数组分为两部分，前一部分是非0值，后一部分全都是0.
此处我们可以使用一个cur指针来遍历数组（注意双指针的含义不是非得是指针才行，这里我们对数组进行操作，通过cur指针遍历数组，实际上就是通过下标来遍历嘛，所以这里的指针指代的实际上就是下标），再利用一个dest指针来记录非零元素序列的最后?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。
最终结果如图所示

下标 [0, dest]的元素全为非零元素， [dest + 1, cur - 1] 的元素全是零。

2.更进一步

这里我们刚开始将cur指针初始化为0，因为要遍历数组嘛，数组下标就是从0开始的，然后把dest初始化为-1，因为cur还没开始遍历，所以非零元素相当于没有，那就赋值为-1了。之后cur开始一个一个遍历，如果下标为cur的元素为0，那就直接cur++，如果不是0，那就先让dest++，然后再将++过后的dest指向的元素与cur指向的元素互换，达到将非零元素换到前面去的目的，重复上述操作直到cur遍历完整个数组。那么是不是非零元素就全被换到了前面，而零元素就全在后面了呢。
举例
这里以输?:nums = [0,1,0,3,12]为例讲解
一开始dest=-1，cur=0，首元素为0，cur++后cur为1，1处元素非0，那就dest++后dest为0，互换后数组变为了 [1,0,0,3,12]。之后cur++后cur为2，2处元素为0，cur直接++变为3，3处元素为非零，那就dest++后dest为1，将下标为1和3的元素互换，此时数组为[1,3,0,0,12]。cur++后cur为4，元素非零，dest先++后dest为2，互换后数组为[1,3,12,0,0]。cur再++后cur为5，已经遍历完数组，结束。
整体过程：
[0,1,0,3,12]
[1,0,0,3,12]
[1,3,0,0,12]
[1,3,12,0,0]
至此我们达到了题目的要求，不知各位是否理解了。

3.代码编写

遍历我们用个for循环，很容易解决，元素互换我们可以直接使用C++中自带的swap函数，每次互换前先要dest加1才能互换。所以我们可以用++dest，这就会导致dest会先自增再使用。
以下是C++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?零元素
        swap(nums[++dest], nums[cur]);

    }
};

这是运行结果，至于所用时间什么的话，大家不用在意，你多运行几次会发现时间时好时坏。
这里是Java代码：

class Solution
{
 public void moveZeroes(int[] nums)
 {
     for(int cur = 0, dest = -1; cur < nums.length; cur++)
     if(nums[cur] != 0) // 仅需处理?零元素
     {
          dest++; // dest 先向后移动?位
          // 交换
          int tmp = nums[cur];
          nums[cur] = nums[dest];
          nums[dest] = tmp;
     }

 }
}

四、复杂度

时间复杂度：
我们这里就是在不断遍历数组的过程中，以中间的0作为分割，然后左侧是非0元素，右侧是未处理的元素。在处理的过程中我们只是遍历了一次这个数组，所以复杂度为 O ( n )
空间复杂度：
在本题中我们并没有去开出额外的空间，所以复杂度为 O ( 1 )