LeetCode 283. 移动零

Question

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。

示例:

输入: [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]
说明:

必须在原数组上操作，不能拷贝额外的数组。
尽量减少操作次数。

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前置知识

• 数组
• 双指针

公司

• 阿里
• 腾讯
• 百度
• 字节
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• facebook

思路

如果题目没有要求 modify in-place 的话，我们可以先遍历一遍将包含 0 的和不包含 0 的存到两个数组，然后拼接两个数组即可。 但是题目要求 modify in-place， 也就是不需要借助额外的存储空间，刚才的方法空间复杂度是 O(n).

那么如果 modify in-place ，空间复杂度降低为 1 呢？

其实可以使用读写双指针来做。具体来说使用一个慢指针表示写指针，快指针表示读指针。

具体来说：读指针不断往后移动。如果遇到非 0，则将读到的值写入写指针，触发写指针移动（其他情况写指针不动），读指针走到头算法结束。经过这样的处理，最终写指针的位置前面就是所有的非 0 数了， 最后将写指针后的 位置全部修改为 0 即可。

关键点解析

• 读写双指针

代码

• 语言支持：JS, C++, Java，Python

JavaScript Code:

/**
 * @param {number[]} nums
 * @return {void} Do not return anything, modify nums in-place instead.
 */
var moveZeroes = function (nums) {
  let index = 0;
  for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
    const num = nums[i];
    if (num !== 0) {
      nums[index++] = num;
    }
  }

  for (let i = index; i < nums.length; i++) {
    nums[index++] = 0;
  }
};

C++ Code：

解题思想与上面 JavaScript 一致，做了少许代码优化（非性能优化，因为时间复杂度都是 O(n)）： 增加一个游标来记录下一个待处理的元素的位置，这样只需要写一次循环即可。

class Solution {
public:
    void moveZeroes(vector<int>& nums) {
        vector<int>::size_type nonZero = 0;
        vector<int>::size_type next = 0;
        while (next < nums.size()) {
            if (nums[next] != 0) {
                // 使用 std::swap() 会带来 8ms 的性能损失
                // swap(nums[next], nums[nonZero]);
                auto tmp = nums[next];
                nums[next] = nums[nonZero];
                nums[nonZero] = tmp;
                ++nonZero;
            }
            ++next;
        }
    }
};

Java Code:

class Solution {
    public void moveZeroes(int[] nums) {
        // 双指针
        int i = 0;
        for(int j=0; j<nums.length; j++)
        {
            // 不为 0，前移
            if(nums[j] != 0)
            {
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[j];
                nums[j] = temp;
                i++;
            }
        }
    }
}

Python Code:

class Solution:
    def moveZeroes(self, nums: List[int]) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        slow = fast = 0
        while fast < len(nums):
            if nums[fast] != 0:
                nums[fast], nums[slow] = nums[slow], nums[fast]
                slow += 1
            fast += 1

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(N)$
• 空间复杂度：$O(1)$