JavaScript 算法实现复写0双指针解法

题目描述

给你一个长度固定的整数数组 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长度的位置写入元素。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]

示例 2：

输入： arr = [1,2,3]
输出： [1,2,3]
解释： 调用函数后，输入的数组将被修改为：[1,2,3]

提示：

1 <= arr.length <= 104

0 <= arr[i] <= 9

题解

题目表示把原数组中的零都复写一遍，看示例应该能明白什么意思，就是单纯地把原数组中为0的元素重复写一遍，复写的元素要把原索引位后面的元素往后挤一个位置出来，这样原数组中每出现一个0，新数组就将从原数组中挤掉一个末位的元素。

对比新旧两个数组，会发现新数组中的所有元素都来自旧数组，而新数组中只用到旧数组中左侧的一部分元素，如果用i来表示旧数组的索引，在遍历结束后新数组中用到的旧数组中的索引位应该是0-i，且i<arr.length。也就是新数组中的指针增加到arr.length - 1时，旧数组的指针停留在i，这时就出现了快慢指针的场景了。

前面定义了慢指针i，用来标记旧数组；再定义一个快指针j，用来标记新数组。

分几步走：

• 计算出快慢指针
• 推算快慢指针规律
• 从后往前覆写旧数组

这里主要讲下规律，如果实在不行，可以举例推演：

例1：

[0,1,2] >> i= 1

[0,0,1] >> j=2

例2：

[1,0,2,0,3] >> i = 3

[1,0,0,2,0] >> j = 4

例3：

[1,0,2,3,4] >> i = 3

[1,0,0,2,3] >> j = 4

基本上我可以靠人肉智能直接写出来，从左往右，非零直接写，遇到0写两遍，直到栈顶。例2和例3的快慢指针是一样的，他们区别的点是最后一个元素，一个是0一个不是0。如果定义一个变量，按照前面人肉智能的逻辑，用来表示旧数组的元素要在新数据写的次数之和t，这个区别就出来了：第一个是3，第二个是6(后面的一个0没位置了)，第三个是5。最后一个数要么是0，要么不是0，如果是0，t肯定比arr.length大1。

其实快指针的值j是固定的就是arr.length - 1，按这思路可以求出慢指针：

    const n = arr.length;
    let top = 0; // 新数组不计溢出时需要添加的个数
    let i = -1; // 旧数组的索引位，top到顶点时i停止
    while (top < n) {
        i++;
        if (arr[i] !== 0) {
            top++;
        } else {
            top += 2;
        }
    }

算出慢指针i的值，新数组中的元素就定好了，接下来就是把值塞进去，因为题目要求不能定义新数组，要塞进去就只能从后面塞。具体代码如下：

/**
 * @param {number[]} arr
 * @return {void} Do not return anything, modify arr in-place instead.
 */
var duplicateZeros = function(arr) {
    const n = arr.length;
    let top = 0; // 新数组的极限索引
    let i = -1; // 旧数组的索引位，top到顶点时i停止
    while (top < n) {
        i++;
        if (arr[i] !== 0) {
            top++;
        } else {
            top += 2;
        }
    }
    let j = n - 1;
    if (top === n + 1) { 
        // 超出原数组两个索引位，说明最后一位是0
        arr[j] = 0;
        j--;
        i--;
    } 
    // i是原数组索引位，新数组只用到0-i的元素
    while (j >= 0) {
        arr[j] = arr[i];
        j--;
        // 如果当前i索引位是0，则新数组还要向后退一位且用0赋值
        if (arr[i] === 0) {
            arr[j] = arr[i];
            j--;
        } 
        i--;
    }
};

复杂度

时间复杂度：O(n)

空间复杂度：O(1)