双指针---《复写零》
目录
题目描述
题目讲解
算法原理
先打预防针(异地操作)
原理讲解
总结
代码展示
真正开始(就地操作)
就地操作遇见的问题
从前往后操作
解决办法
特殊的从后往前操作
如何确定cur的位置？
总结
代码展示
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题目描述
题目：复写零
如图所示的题目描述：
题目讲解
本题目要求的是，对于0元素要进行复写，也就是写2遍，其余元素向后移动，如示例1所示的结果。注意：不允许开辟新的数组，只能就地操作原数组。
算法原理
先打预防针(异地操作)
我们要先有一个思想的过渡期，我们先不考虑就地操作，先考虑异地操作，也就是说先建立一个新数组。
原理讲解
我们先创建一个和原数组空间一样大的新数组num，然后我们定一个指向新数组首元素的指针begin_num。如图所示：
同时e依次遍历原数组，当为非0元素时，就插入begin_num指向的空间，然后两者同时向后走一步 - -。当遇到0元素时，就对0元素进行复写，然后两者同时向后走一步- -。当新数组num走到末尾就结束程序。然后再把新数组的数据赋值拷贝给原数组。
总结
1.先创建一个和原数组大小一样的新数组
2.创建一个指向新数组首元素的指针
3.当e指向的元素非0时，就直接拷贝到begin_num指向的空间，然后两者同时向后走一步
4.当e指向的元素为0时，begin_num就直接复写两遍0，复写完之后，两者同时向后走一步
5.把新数组num的数据赋值拷贝给原数组
代码展示
class Solution {
public:
void duplicateZeros(vector<int>& arr) {
vector<int>num(arr.size(),1); //创建一个同样大小空间的新数组
auto begin_num=num.begin(); //指向新数组首元素的指针
for(auto&e:arr)
{
if(e) //处理非0元素
{
*begin_num=e;
begin_num++;
}
else //处理0元素
{
num[begin_num++]=0; //进行复写操作
num[begin_num++]=0;
}
if(begin_num==num.end()) //结束条件由num决定，当begin_num等于num.end()就结束循环
break;
}
arr=num; //再把新数组的元素拷贝给原数组
}
};真正开始(就地操作)
就地操作遇见的问题
从前往后操作
当我们把异地操作合一起时，就可以用两个指针指向本地数组。我们就定两个指针，cur和dst。cur用来遍历数组，dst用来存储非0元素和0元素。如图所示：
当我们按照异地原理进行操作的时候，这个时候就会出现一个大大的问题，前两个数据还能正常的插入，但越往后操作就会发现，这样操作下去就会使后面的所有数据都为0,这明显不对了。
解决办法
特殊的从后往前操作
我们从前往后操作行不通，那么我们就从后往前进行操作。当然，我们这里从后往前操作不是两个指针都指向同一个数据，这样的话，就会导致前面的所有数据都为0。我们可以观察一下原数组和复写之后的数组，可以让cur指针，指向复写之后的数组的最后一个位置数据，让dst指针指向数组的最后一个位置，因为cur指向的数据是复写数组最后一个数据，肯定是要放在dst指向的位置的，dst就是用来接收cur的数据和进行复写操作的。如图所示：
然后再按照异地的操作原理，就可以完美的解决了。接下来就是解决——如何精确的找到cur的位置呢？dst不用找，它必定指向数组的最后一个位置。关键就是找到cur的位置，因为并不能确定复写数组的最后一个元素是哪个。
如何确定cur的位置？
我们可以从前往后的进行查找cur的位置。让cur指向数组的首元素，即cur=0，让dst指向数组的前面位置，即dst=-1，如图所示：
当遇到非0元素时，dst就往前走一步，然后cur也往前走一步。当遇到0元素时，dst就往前走两步，然后cur往前走一步。结束条件就是dst<n。按照这个方法，就可以完美的找到两个指针该对应的位置，然后就按照异地的原理进行操作，就可以解决了。这种找位置的方法，是完全没问题的。但是在按照异地原理操作的时候，要特殊处理一种情况。比如数据：1，0，3，0，4。我们按照方法找到cur和dst的位置，如图所示：
对于这个例子，我已经找到了各自对应的位置。会发现，dst已经越界了，当我们从dst位置进行复写时，就会发生越界的数据访问，这不代表方法是错误的，这俩指针都正确的指向了各自的位置。只不过，我们在进行复写操作的时候，这种情况要特殊处理。而且这种情况的出现，也就只有最后一个复写数据为0时才会出现。所以我们进行复写时， 要在[n-1]的位置开始复写，同时dst要往前走两步，然后cur也往前走一步。后面就是正常的复写操作了。
总结
1.先从前往后确定cur和dst的位置
2.cur指向数组的首元素位置，dst指向数组之前的位置
3.非0数据，dst就++，然后，cur++。0数据时，dst要走两步，然后cur++，dst<n结束条件
3.1:当要复写的位置为数据0时，这个时候dst也越界了。在进行复写操作的时候，先进行[n-1]的位置为0，然后dst往前走两步，cur往前走一步。
4.正常进行复写操作
代码展示
class Solution {
public:
void duplicateZeros(vector<int>& arr) {
int cur=0,dst=-1,n=arr.size(); //确认cur和dst的起始位置
while(cur<n) //确定cur和dst的复写位置
{
if(arr[cur])dst++; //非0数据走一步
else dst+=2; //0数据走两步
if(dst>=n-1)break; //结束条件
cur++;
}
if(dst==n) //处理特殊情况
{
arr[--dst]=0;
cur--;
dst--;
}
while(cur>=0) //正常的异地的复写操作
{
if(arr[cur])
swap(arr[cur--],arr[dst--]);
else
{
arr[dst--]=0;
arr[dst--]=0;
cur--;
}
}
}
};