力扣解题-移动零

力扣解题-移动零

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。

请注意 ，必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。

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]

提示:

1 <= nums.length <= 104

-231 <= nums[i] <= 231 - 1

进阶：你能尽量减少完成的操作次数吗？

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数组

双指针

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第一次解答

解题思路

核心方法：分类存储非零/零元素 + 回填原数组，通过两个列表分别存放非零元素和零元素，再按顺序将元素回填到原数组，逻辑简单直观，但存在额外内存开销和冗余操作，性能较差。

具体步骤：

1. 初始化两个列表：numList用于存储数组中的所有非零元素，zeroList用于存储所有零元素，通过列表分类实现"分离非零和零元素"的核心目标。
2. 遍历原数组nums，将每个元素按"是否为0"分类：非零元素加入numList，零元素加入zeroList，完成元素分类。
3. 先遍历numList，将其中的非零元素按原有顺序依次回填到原数组nums的前半部分（下标从0开始），保证非零元素的相对顺序不变。
4. 再遍历zeroList，将所有零元素回填到原数组nums中numList之后的位置，完成"零元素移到末尾"的要求。
5. 最终原数组nums即为处理后的结果。

性能劣势说明

该解法虽然实现了核心功能，但不符合题目"尽量减少操作次数"的进阶要求，且内存和耗时表现差：

1. 额外内存开销：创建两个列表存储元素，增加了O(n)的内存消耗，导致内存击败率仅5.09%；
2. 冗余操作次数：需要三次遍历（遍历原数组分类+遍历非零列表回填+遍历零列表回填），且涉及列表的增删/访问操作，整体操作次数多，耗时击败率仅9.66%；
3. 未充分利用"原地操作"的优化空间，本质是通过额外空间换逻辑简单，而非高效的原地调整。

执行耗时:6 ms,击败了9.66% 的Java用户

内存消耗:47.6 MB,击败了5.09% 的Java用户

public void moveZeroes(int[] nums) {
        List<Integer> numList=new ArrayList<>();
        List<Integer> zeroList=new ArrayList<>();
        for (int num : nums) {
            if (num==0){
                zeroList.add(num);
            }else {
                numList.add(num);
            }
        }
        for(int i=0;i<numList.size();i++){
            nums[i]=numList.get(i);
        }
        for(int i=0;i<zeroList.size();i++){
            nums[numList.size()+i]=zeroList.get(i);
        }
    }

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第二次解答

解题思路

核心方法：单指针标记非零元素位置 + 原地归位非零元素 + 末尾统一补零，完全基于原数组原地操作，消除额外内存开销，大幅减少操作次数，是更贴合题目进阶要求的高效解法。

具体步骤：

1. 初始化两个关键变量：
   • zeroIndex：作为非零元素的目标占位指针，初始值为0，标记下一个非零元素应存放的位置；
   • zeroNum：统计数组中零元素的个数，用于后续补零操作。
2. 遍历原数组nums的每个元素，核心逻辑是"归位非零元素"：
   • 若当前元素nums[i] != 0：将该非零元素赋值到zeroIndex指向的位置（相当于把非零元素按顺序"挤"到数组前面），然后zeroIndex向后移动一位，为下一个非零元素预留位置；
   • 若当前元素nums[i] == 0：仅将zeroNum加1，不做其他操作（零元素暂时不处理，留到最后统一补零）。
3. 遍历完成后，所有非零元素已按原有顺序排列在数组前nums.length - zeroNum个位置；此时从下标nums.length - zeroNum开始，到数组末尾的位置，统一赋值为0，完成"零元素移到末尾"的要求。
4. 全程无额外集合创建，仅在原数组上完成操作，且仅需两次短遍历（一次归位非零元素，一次补零）。

核心优化点说明

1. 原地操作，消除内存开销：不再创建额外列表，所有操作基于原数组，内存消耗大幅降低；
2. 减少操作次数：仅一次遍历完成所有非零元素的归位，补零阶段仅遍历零元素个数的位置，相比第一次解答的三次遍历，操作次数减少约1/3；
3. 无冗余数据拷贝：通过指针直接赋值非零元素，避免列表增删、访问的额外开销，是耗时从6ms降至1ms的核心原因；
4. 完全满足题目"保持非零元素相对顺序"和"原地操作"的核心要求，同时贴合"尽量减少操作次数"的进阶目标。

执行耗时:1 ms,击败了99.98% 的Java用户

内存消耗:47.3 MB,击败了5.09% 的Java用户

public void moveZeroes(int[] nums) {
        //假定位置0所在的位置
        int zeroIndex=0;
        int zeroNum=0;
        for(int i=0;i<nums.length;i++){
            if(nums[i]!=0){
                nums[zeroIndex]=nums[i];
                zeroIndex++;
            }else {
                zeroNum++;
            }
       }
        for(int i=nums.length-zeroNum;i<nums.length;i++){
            nums[i]=0;
        }
    }

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总结

1. 第一次解答通过"列表分类+回填"实现功能，逻辑简单但存在额外内存开销和冗余遍历，性能较差；
2. 第二次解答采用"单指针归位非零元素+末尾补零"的原地操作思路，消除额外空间、减少操作次数，是高效且贴合题目要求的最优解；
3. 本题的核心优化方向是：放弃"额外空间换简单逻辑"，转而通过指针技巧实现原地操作，减少无效遍历和数据拷贝。