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【双指针专题】之复写零

news 2025/10/3 6:46:08

一、题目描述

给定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。
要求：
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，不要返回任何东西。
示例：
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，输入数组被修改为 [1,0,0,2,3,0,0,4]

二、思路引导：双指针 / 反向复写

这一题的难点在于：如果我们从前往后复写，会导致后面的元素被覆盖掉。

举个例子：当我们遇到 0 时，需要把它写两次，但后面本该还没来得及复写的数会被提前覆盖。
所以我们需要换一种思路：
从后往前复写！

那为什么可行呢？
因为往后写的时候，后面的位置还没被“覆盖”，这样就能保证数据不会丢失。
关键点是要先找到“最后一个能被复写的数”，然后再从后往前依次复写。

三、算法流程

这里我们用两个指针：

cur：扫描数组的当前下标；
dest：复写到结果数组的下标。

步骤 1：找到最后一个需要复写的数

初始化：cur = 0, dest = -1
如果 arr[cur] != 0，则 dest++
如果 arr[cur] == 0，则 dest += 2
一旦 dest >= n - 1（即超过数组尾部），循环结束。

步骤 2：边界处理

如果 dest == n，说明最后一个位置正好是复写 0 导致的越界：
把 arr[n - 1] 赋值为 0
cur--, dest -= 2 进行修正

步骤 3：从后往前复写

如果 arr[cur] != 0，那么就复写一个元素：arr[dest--] = arr[cur--]
如果 arr[cur] == 0，那么就复写两次：arr[dest--] = 0; arr[dest--] = 0; cur--;

四、代码实现（C++）

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;class Solution {
public:void duplicateZeros(vector<int>& arr) {int dest = -1, cur = 0;// 步骤 1: 找到最后一个需要复写的数// 思路：如果是非零元素，结果数组只占 1 个位置；//       如果是 0，结果数组需要占 2 个位置。while (cur < arr.size()) {if (arr[cur]) ++dest;     // 非零元素，目标指针前进 1else dest += 2;  // 0 元素，目标指针前进 2if (dest >= arr.size() - 1) // 超过数组末尾，停止break;cur++;}// 思路 2: 边界处理// 如果刚好越界到数组的末尾 n（即多出了一位），// 说明最后一个元素是因为 0 的复写产生的。if (dest == arr.size()) {arr[arr.size() - 1] = 0; // 把最后一位补上 0dest -= 2;  // 回退两步cur--;      // 当前元素回退一步}// 思路 3: 从右往左复写// 反向扫描，避免元素被覆盖while (cur >= 0) {if (arr[cur]) {// 非零元素：正常复写一个arr[dest--] = arr[cur];} else {// 零元素：复写两次arr[dest--] = 0;arr[dest--] = 0;}cur--;}}
};

五、代码剖析与细节问题

1. 为什么要从后往前复写？

如果从前往后，一旦遇到 0，需要写两次，但此时后面的元素还没有被处理，就会被覆盖掉。
所以必须从后往前复写，这样可以保证后面未处理的元素不会丢失。

2. 边界处理的坑

在 步骤 1 里我们用 dest 来记录结果数组的下标，有可能出现 dest == n 的情况。
这种情况代表 最后一个位置正好是因为复写 0 产生的越界。
处理办法是：
把 arr[n - 1] 强制置为 0；
然后 cur--, dest -= 2 回退到正确位置。
如果忘记处理这个边界，程序会 数组越界 or 少复写一个元素。这是这题的 最大坑。