力扣 283 移动零的两种高效解法详解

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方法一:两次遍历法

方法二:单次遍历交换法

两种方法对比


在解决数组中的零移动到末尾的问题时,我们需要保持非零元素的顺序,并原地修改数组。以下是两种高效的解法及其详细分析。


方法一:两次遍历法

思路分析

  1. 第一次遍历 :将所有非零元素移动到数组前端。使用指针 j 记录非零元素应插入的位置。遍历数组时,遇到非零元素就将其放到 nums[j],然后 j 递增。

  2. 第二次遍历 :将 j 之后的位置全部填充为零。

代码实现

复制代码
var moveZeroes = function(nums) {
    let j = 0;
    // 将非零元素移到前面
    for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
        if (nums[i] !== 0) {
            nums[j] = nums[i];
            j++;
        }
    }
    // 剩余位置填零
    for (let i = j; i < nums.length; i++) {
        nums[i] = 0;
    }
    return nums;
};

示例解析

  • 输入 [0, 1, 0, 3, 12]

    • 第一次遍历后,非零元素 1, 3, 12 被移到前三位,j = 3

    • 第二次遍历从索引3开始填零,结果为 [1, 3, 12, 0, 0]

复杂度

  • 时间复杂度:O(n),两次独立遍历。

  • 空间复杂度:O(1),仅使用常量空间。


方法二:单次遍历交换法

思路分析

  • 使用双指针 i(遍历数组)和 j(标记待插入位置)。当 nums[i] 非零时,将其与 nums[j] 交换,并递增 j

  • 此方法通过交换操作,逐步将非零元素移到前面,零被交换到后面。

代码实现

复制代码
var moveZeroes = function(nums) {
    let j = 0;
    for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
        if (nums[i] !== 0) {
            if (i !== j) { // 避免不必要的原地交换
                [nums[j], nums[i]] = [nums[i], nums[j]];
            }
            j++;
        }
    }
    return nums;
};

示例解析

  • 输入 [0, 1, 0, 3, 12]

    • i=0,元素为0,跳过。

    • i=1,元素1,交换到 j=0,数组变为 [1, 0, 0, 3, 12]j=1

    • i=3,元素3,交换到 j=1,数组变为 [1, 3, 0, 0, 12]j=2

    • i=4,元素12,交换到 j=2,最终结果为 [1, 3, 12, 0, 0]

复杂度

  • 时间复杂度:O(n),仅一次遍历。

  • 空间复杂度:O(1),原地交换。


两种方法对比
方法 优点 缺点
两次遍历法 逻辑简单,直接覆盖 需要额外填零的步骤
单次遍历交换法 一次遍历完成,更高效 交换操作可能稍慢

总结

两种方法均满足题目要求,选择依据具体场景。若数组零较多,两次遍历法可能更优;若零较少,交换法更高效。两种方法均保证了非零元素的顺序,且原地操作,符合题目要求。

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