数组中的零元素移动到末尾

2023-09-05 13:30:12

在解决实际问题时，算法的效率至关重要。尤其是在处理海量数据时，优化算法性能可以极大地提升效率。在 LeetCode 的第 283 题“移动零”中，我们遇到的正是这样一个场景：给定一个包含数字和零的数组，需要将所有的零元素移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。

本篇文章将通过清晰的讲解和生动的示例，引导你深入理解“移动零”问题的解法，并提供一种高效的 Python 解决方案。

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理解问题

LeetCode 的第 283 题“移动零”问题如下：

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 0 元素的相对顺序。

例如，对于输入数组 nums = [0,1,0,3,12]，预期输出为 [1,3,12,0,0]。

算法分析

对于“移动零”问题，我们可以采用两种主要的算法策略：

1. 遍历和交换：

for i in range(len(nums)):
    if nums[i] == 0:
        for j in range(i + 1, len(nums)):
            if nums[j] != 0:
                nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
                break

2. 双指针：

left = 0
right = 0
while right < len(nums):
    if nums[right] != 0:
        nums[left] = nums[right]
        left += 1
    right += 1
for i in range(left, len(nums)):
    nums[i] = 0

Python 解决方案

采用双指针算法，我们可以编写出以下高效的 Python 解决方案：

def move_zeroes(nums):
    left = 0
    right = 0
    while right < len(nums):
        if nums[right] != 0:
            nums[left] = nums[right]
            left += 1
        right += 1
    for i in range(left, len(nums)):
        nums[i] = 0

代码解析

初始化双指针： 将 left 和 right 指针都初始化为 0。
移动非零元素： 使用 while 循环，当 right 指针指向非零元素时，将该元素交换到 left 指针所指位置，并同时更新 left 和 right 指针。
填充剩余位置： 当所有非零元素移动完毕后，使用 for 循环将剩余位置填充为 0。