使用 O(1) 额外空间在交替的正负项中重新排列数组

介绍

本文将介绍如何在使用 O(1) 额外空间的条件下，重新排列一个包含正负项的数组，满足数组中相邻位的元素的符号不同。

例如，给定数组 [1, 2, -3, 4, -5]，我们的目标是将其重新排列为 [1, -3, 2, -5, 4]。即，相邻位的元素的符号不同。

解法

解法的基本思路是：两个指针分别指向正数位和负数位，然后交换这两个位置上的元素，直到整个数组都符合要求为止。

具体来说，我们用两个指针 i 和 j 分别指向数组的首尾，然后轮流移动一下两个指针：

• 从左到右找到第一个负数（即 nums[i] < 0），然后暂停移动指针 i。
• 从右到左找到第一个正数（即 nums[j] > 0），然后暂停移动指针 j。
• 如果此时 i < j，则交换 nums[i] 和 nums[j]，然后重复上述步骤。
• 如果 i >= j，则退出循环。

换句话说，我们从头和尾同时开始遍历数组，找到第一个符号不对的位置后，交换这两个位置上的元素，然后继续遍历，直到遍历结束为止。

代码实现

下面是使用 Python 语言实现上述算法的代码片段：

def rearrange(nums):
    i, j = 0, len(nums) - 1
    while i < j:
        while i < j and nums[i] > 0:
            i += 1
        while i < j and nums[j] < 0:
            j -= 1
        if i < j:
            nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
            i += 1
            j -= 1
    return nums

结论

本文介绍了如何使用 O(1) 额外空间的条件下，重新排列一个包含正负项的数组，满足数组中相邻位的元素的符号不同。我们可以使用两个指针，分别指向正数位和负数位，然后交换这两个位置上的元素，直到整个数组都符合要求为止。