LeetCode 热题 100 283. 移动零
LeetCode 热题 100 | 283. 移动零
大家好，今天我们来解决一道经典的算法题——移动零。这道题在LeetCode上被标记为简单难度，要求我们将数组中的所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。下面我将详细讲解解题思路，并附上Python代码实现。
问题描述
给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。要求原地操作，不能复制数组。
示例：
输入: nums = [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]
解题思路
核心思想
-
双指针法：
- 使用两个指针
left和right，其中left指向当前已经处理好的非零元素的末尾，right用于遍历数组。 - 当
nums[right]不为0时，将其与nums[left]交换，并将left右移。
- 使用两个指针
-
原地操作：
- 通过交换元素的方式，避免使用额外的空间。
Python代码实现
def moveZeroes(nums):
left = 0 # 指向当前已经处理好的非零元素的末尾
for right in range(len(nums)):
# 如果当前元素不为0，则将其移动到left位置
if nums[right] != 0:
nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]
left += 1
# 测试示例
nums1 = [0, 1, 0, 3, 12]
nums2 = [0]
moveZeroes(nums1)
moveZeroes(nums2)
print(nums1) # 输出: [1, 3, 12, 0, 0]
print(nums2) # 输出: [0]
代码解析
-
初始化指针：
left指针初始化为0，表示当前已经处理好的非零元素的末尾。
-
遍历数组：
- 使用
right指针遍历数组，当nums[right]不为0时，将其与nums[left]交换，并将left右移。
- 使用
-
交换元素：
- 通过交换操作，将非零元素移动到数组的前面，同时保持相对顺序。
-
原地操作：
- 直接在原数组上进行操作，不需要额外的空间。
复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)，其中 n 是数组的长度。我们只需要遍历数组一次。
- 空间复杂度：O(1)，只使用了常数个额外空间。
示例运行
示例1
输入: nums = [0, 1, 0, 3, 12]
输出: [1, 3, 12, 0, 0]
示例2
输入: nums = [0]
输出: [0]
进阶：减少操作次数
在基本解法中，我们每次遇到非零元素都会进行一次交换操作。如果数组中没有 0，这种交换是不必要的。可以通过判断 left 和 right 是否相等来减少交换次数。
优化代码
def moveZeroes_optimized(nums):
left = 0 # 指向当前已经处理好的非零元素的末尾
for right in range(len(nums)):
# 如果当前元素不为0，则将其移动到left位置
if nums[right] != 0:
if left != right: # 避免不必要的交换
nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]
left += 1
# 测试示例
nums1 = [0, 1, 0, 3, 12]
nums2 = [0]
moveZeroes_optimized(nums1)
moveZeroes_optimized(nums2)
print(nums1) # 输出: [1, 3, 12, 0, 0]
print(nums2) # 输出: [0]
优化代码解析
-
减少交换次数：
- 只有当
left和right不相等时，才进行交换操作。 - 这样可以避免在数组中没有
0时进行不必要的交换。
- 只有当
-
时间复杂度：
- 仍然是 O(n)，但实际运行效率更高。
总结
通过使用双指针法，我们可以高效地将数组中的 0 移动到末尾，同时保持非零元素的相对顺序。优化后的代码进一步减少了不必要的交换操作，提高了运行效率。希望这篇题解对大家有所帮助，如果有任何问题，欢迎在评论区留言讨论！
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