【Hot100｜4-LeetCode 283. 移动零 】

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这段代码是解决 LeetCode 283. 移动零 问题的经典双指针原地解法，核心目标是将数组中的所有 0 移动到末尾，同时保持非零元素的相对顺序，且时间复杂度为 O (n)、空间复杂度为 O (1)（原地操作，不额外开辟数组）。下面从核心思路、代码逐行解析、实例演示、关键细节四个维度详细讲解：

一、问题与核心思路

问题要求

给定一个整数数组 nums，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。必须在原数组上操作，不能拷贝额外的数组。

核心思路：双指针分区

用两个指针（left 和 i）将数组划分为两个区域，实现原地排序：

1. left 指针：指向下一个非零元素应该放置的位置（即左半区为「已处理的非零元素」）。
2. i 指针：作为遍历指针，负责扫描整个数组寻找非零元素（即右半区为「待处理的元素」）。
3. 遍历过程中，一旦找到非零元素，就与 left 指针位置的元素交换，然后 left 指针后移，确保非零元素都聚集在数组左侧，0 自然被挤到右侧。

二、代码逐行解析

java

运行

class Solution {public void moveZeroes(int[] nums) {// 1. 定义left指针，指向非零元素的"边界"，初始为0（非零区域为空）int left = 0;// 2. i指针遍历整个数组，寻找非零元素for(int i = 0;i< nums.length;i++){// 3. 当当前元素不为0时，与left位置元素交换，非零区域扩大if(nums[i]!=0){// 交换nums[i]和nums[left]int temp = nums[i];nums[i] = nums[left];nums[left] = temp;// 非零区域右移，left指针后移left++;}}}
}

逐句拆解关键代码

1. int left = 0

   • left 初始值为 0，代表数组最左侧。此时「非零元素区域」为空，所有元素都处于「待处理区域」。

2. for(int i = 0;i< nums.length;i++)

   • i 从数组开头遍历到末尾，逐个检查每个元素是否为非零。

3. if(nums[i]!=0)

   • 核心判断：如果当前遍历到的元素是非零，说明它需要被放到「非零元素区域」的末尾（即 left 指向的位置）。

4. 元素交换逻辑

   • 用临时变量 temp 交换 nums[i] 和 nums[left]。交换后，nums[left] 成为非零元素，「非零区域」成功扩大。

5. left++

   • 交换后，left 指针后移一位，指向下一个非零元素的待放置位置。

三、实例演示（直观理解过程）

用测试用例 nums = [0, 1, 0, 3, 12] 演示每一步执行过程，清晰看到指针和数组的变化：

遍历步骤	i	nums[i]	交换前数组	交换后数组	left 值变化	说明
初始状态	-	-	[0, 1, 0, 3, 12]	-	0	left 指向初始位置，非零区域为空
第 1 次循环	0	0	[0, 1, 0, 3, 12]	不交换	保持 0	元素为 0，跳过
第 2 次循环	1	1	[0, 1, 0, 3, 12]	[1, 0, 0, 3, 12]	从 0→1	交换 nums [1] 和 nums [0]，非零区域为 [1]
第 3 次循环	2	0	[1, 0, 0, 3, 12]	不交换	保持 1	元素为 0，跳过
第 4 次循环	3	3	[1, 0, 0, 3, 12]	[1, 3, 0, 0, 12]	从 1→2	交换 nums [3] 和 nums [1]，非零区域为 [1,3]
第 5 次循环	4	12	[1, 3, 0, 0, 12]	[1, 3, 12, 0, 0]	从 2→3	交换 nums [4] 和 nums [2]，非零区域为 [1,3,12]

最终结果：[1, 3, 12, 0, 0]，完全符合「非零元素相对顺序不变，0 移到末尾」的要求。

四、关键细节与优化

1. 为什么能保持非零元素的相对顺序？

因为 i 是从左到右顺序遍历的，非零元素会按遍历顺序依次交换到 left 位置，不会改变它们之间的先后关系。比如示例中 1、3、12 的顺序和原始数组一致。

2. 优化点：避免不必要的自交换

当 i == left 时（比如数组开头就是非零元素），交换操作相当于 “自己和自己交换”，没有意义。可以添加一个判断跳过这种情况：

java

运行

if(nums[i]!=0){if(i != left){ // 只有i和left不同时才交换int temp = nums[i];nums[i] = nums[left];nums[left] = temp;}left++;
}

优化后不影响结果，但减少了无意义的赋值操作，效率更优。

3. 复杂度分析

• 时间复杂度：O (n)。仅遍历数组一次，每个元素最多被交换一次，操作次数与数组长度成正比。
• 空间复杂度：O (1)。仅用了临时变量 temp，无额外开辟数组等空间，实现原地操作。

五、总结

该解法的核心是双指针分区思想，通过 left 划分非零区域，i 寻找非零元素，用交换实现原地移动。这种思路不仅适用于 “移动零”，还可迁移到类似的「数组分区问题」（如将数组分为奇数和偶数、正数和负数等），是面试中高频考察的基础算法思路。