力扣hot100:移动零问题的巧妙解决：双指针与原地交换策略(283)

在解决LeetCode上的移动零问题时（题目编号283），我们需要在不复制数组的情况下，将所有0移动到数组末尾，同时保持非零元素的相对顺序。今天我实现了一种高效解法，下面分享我的思路和代码。

问题描述

解法思路：双指针交换法

核心思路是使用快慢双指针：

• 快指针 fast：遍历整个数组，寻找非零元素
• 慢指针 slow：标记下一个非零元素应该放置的位置

当 fast 遇到非零元素时，将其与 slow 位置元素交换，然后 slow 向前移动。这样保证了：

1. 所有非零元素被按顺序移到数组前部
2. 所有0被交换到数组后部
3. 非零元素的原始相对顺序保持不变

代码实现

class Solution {public void moveZeroes(int[] nums) {int length = nums.length;if(length==0){return;}if(length==2){if(nums[0]==0&&nums[1]!=0){swap(nums,0,1);}else{return;}}for(int slow=0,fast=slow;fast<length;){if(nums[fast]!=0){swap(nums,slow,fast);slow++;}fast++;}}public void swap(int[] nums,int slow,int fast){int temp=nums[fast];nums[fast]=nums[slow];nums[slow]=temp;}}

关键点解析

1. 边界处理优化：

   • 长度≤1时直接返回（无操作必要）
   • 单独处理长度为2的情况虽可省略，但体现了对边界条件的思考

2. 双指针工作流程：

   • 初始化：slow = 0, fast = 0
   • 遍历中：
     • 遇到非零 → 交换 slow 和 fast 的值 → slow++
     • 遇到零 → 仅 fast++
   • 结束：fast 遍历完数组

3. 操作可视化：

初始: [0,1,0,3,12] 
步骤1: [0,1,0,3,12] // fast在1（非零），与slow(0)交换 
步骤2: [1,0,0,3,12] // slow=1, fast继续 
步骤3: [1,0,0,3,12] // fast遇到0，跳过 
步骤4: [1,3,0,0,12] // fast在3（非零），与slow(1)交换 
步骤5: [1,3,12,0,0] // fast在12（非零），与slow(2)交换

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，仅遍历数组一次
• 空间复杂度：O(1)，仅用常数级额外空间

总结

通过快慢双指针的配合，我们实现了：

• 一次遍历完成操作
• 保持非零元素原始顺序
• 原地操作，无额外空间开销

这种解法体现了双指针在数组重排问题中的高效性。实际开发中，类似的思路也可用于其他元素分类问题，如将奇数偶数分离、特定值筛选等。

关键学习点：当需要保持元素原始顺序时，交换+双指针往往是比删除/新增更优的解决方案。