算法题:将一维数组中的非零元素移动到数组前端(后端)
文章目录
- 1. 题目
- 1.1. 输入
- 1.2. 输出
- 2. 算法一
- 2.1. 分析
- 2.2. 代码
- 2.3. 结果
- 3. 算法二
- 3.1. 分析
- 3.2. 代码
- 3.3. 结果
- 4. 非零元素移动到数组后端
1. 题目
现有一个一维数组 a = [ 1 , 0 , 2 , 7 , 0 , 0 , 0 , 5 , 0 , − 3 ] a = [1, 0, 2, 7, 0, 0, 0, 5, 0, -3] a=[1,0,2,7,0,0,0,5,0,−3],你需要将数组中非零元素移动到数组的前端,零元素在数组的后端。
1.1. 输入
一个一维数组 a = [ 1 , 0 , 2 , 7 , 0 , 0 , 0 , 5 , 0 , − 3 ] a = [1, 0, 2, 7, 0, 0, 0, 5, 0, -3] a=[1,0,2,7,0,0,0,5,0,−3];
1.2. 输出
a = [ 1 , 2 , 7 , 5 , − 3 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 ] a = [1, 2, 7, 5, -3, 0, 0, 0, 0, 0] a=[1,2,7,5,−3,0,0,0,0,0];
2. 算法一
2.1. 分析
看到题目的第一想法就是,用另外一个和 a a a 等长度的数组来保存这些非零元素。
2.2. 代码
public class Solution
{/*** 一维数组中的非零元素前移.** @param array 一维数组.* @return 非零元素前移后的一维数组.*/public static int[] nonZeroElementsMoveForward(int[] array){// 边界检查if (array == null || array.length == 0)return array;// 创建一个和 array 等长的数组,自动初始化为 0.int[] changedArray = new int[array.length];// 非零元素 array[i] 放入 changedArray 中的第 j 个位置.for (int i = 0, j = 0; i < array.length; ++i)if (array[i] != 0)changedArray[j++] = array[i];return changedArray;}/*** 程序的入口.* * @param args 接收系统的参数*/public static void main(String[] args){int[] array = {1, 0, 2, 7, 0, 0, 0, 5, 0, -3};System.out.println(Arrays.toString(array));array = nonZeroElementsMoveForward(array);System.out.println(Arrays.toString(array));}
}
2.3. 结果
3. 算法二
能不能不创建新的数组,直接在原数组上进行操作呢?
3.1. 分析
在此基础上进行分析:
输入中的元素 2,向前移动了 1 位,占据的是第一个 0 的位置(0 元素的位置是空闲的);
输入中的元素 7,向前移动了 1 位,占据的是上一个元素 2 空出来的位置(因为元素 2 向前移动了 1 位,所以这个位置空了出来);
输入中的元素 5,向前移动了 4 位,占据的是上一个元素 7 空出来的位置(因为元素 7 向前移动了 1 位,所以这个位置空了出来);
……
好像有一点点规律了。
当遍历到数组中的非零元素的时候,假如知道上一个空闲位置就好了!!!
额外的一个指针就可以实现这样的功能。
遍历数组的指针 i,指向空闲位置的指针为 j。
初始化,i = 0,j = 0。
i 往后遍历,当 a[i] != 0 时,将 a[i] 放入 j 指示的位置上,即 a[j] = a[i],然后 j 自增 1,指向下一个空闲位置。
不过需要注意的是,当 i 完成遍历时,j 到 i 之间的元素,需要置为零。
……
这种解法就是典型的双指针法。
3.2. 代码
public class Solution
{/*** 一维数组中的非零元素前移.** @param array 一维数组*/public static void nonZeroElementsMoveForward(int[] array){// 边界检查if (array == null || array.length == 0)return;// i 遍历数组,j 指示下一个空闲位置int i, j;// 将非零的元素 array[i] 放入 j 指示的位置中.for (i = 0, j = 0; i < array.length; ++i)if (array[i] != 0)array[j++] = array[i];// i 结束遍历时,j 之后的元素需要置为 0.Arrays.fill(array, j, i, 0);}/*** 程序的入口.** @param args 接收系统的参数*/public static void main(String[] args){int[] array = {1, 0, 2, 7, 0, 0, 0, 5, 0, -3};System.out.println(Arrays.toString(array));nonZeroElementsMoveForward(array);System.out.println(Arrays.toString(array));}
}
3.3. 结果
4. 非零元素移动到数组后端
思想和非零元素移动到数组前端一致,只需要将 i 和 j 从数组尾部进行遍历即可。
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