LeetCode 283. 移动零

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数组 双指针

题目描述

✅ 283. 移动零

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题意分析

将数组中的所有零移到末尾，保留所有非零元素，并保持非零元素之间原来的相对顺序。数组长度不变，结果直接写回原数组，不创建另一份结果数组。

题目区分的是零与非零，负数也必须保留。只要最终排列满足要求，不必真的把每个零逐个向后搬；进阶还希望减少操作次数，可以着重减少不必要的数组写入。

解法：双指针稳定压缩非零元素

核心思路

[!blue]

把所有零放在末尾，等价于先把非零元素按原顺序紧凑地写到前部，再把剩下的位置补成零。这样无需反复移动一整段元素，也不需要记录每个零的原位置。

用 insert 表示下一个非零元素的写入位置，也等于已经读到的非零元素数量。从左向右读取数组：遇到零就跳过，遇到非零元素就把它放到 nums[insert]，然后推进 insert。整个过程中，[0, insert) 始终是已读取部分中的非零元素序列，且顺序与原数组一致。

为什么能一边读、一边修改同一个数组？处理下标 i 时，之前读到的非零元素不会超过 i 个，所以 insert <= i。写入位置只可能是当前下标或已经读过的位置，不会覆盖未来尚未读取的元素。Java 的增强循环和 Go 的 range 都可按这个规律安全读取。

第一遍结束，insert 就是非零元素总数，前缀已经是最终结果。后缀还可能残留旧的非零值，因此必须从 insert 开始检查并补零。全零数组、没有零的数组也按相同流程处理。

为回应进阶要求，两阶段都只在目标位置的值需要改变时赋值：写入非零元素前比较 nums[insert] 与 num，补零前比较当前位置是否已经为零。每个目标位置最多写一次，而且写入的就是最终值；已经正确的位置无需重复写入。即使跳过赋值，insert 仍要照常推进。

解题步骤

  1. 初始化 insert = 0，从左到右读取每个元素 num。
  2. 若 num != 0，仅在 nums[insert] != num 时赋值；随后将 insert 加一，与是否发生赋值无关。
  3. 第一遍结束后，[0, insert) 已包含全部非零元素，且相对顺序不变。
  4. 遍历剩余后缀，仅将其中尚非零的位置改成零，完成原地修改。

代码实现

class Solution {
    public void moveZeroes(int[] nums) {
        int insert = 0;

        for (int num : nums) {
            if (num != 0) {
                // insert 左侧始终保存已压缩的非零元素。
                if (nums[insert] != num) {
                    nums[insert] = num;
                }
                insert++;
            }
        }

        while (insert < nums.length) {
            if (nums[insert] != 0) {
                nums[insert] = 0;
            }
            insert++;
        }
    }
}

func moveZeroes(nums []int) {
    insert := 0
    for _, num := range nums {
        if num != 0 {
            // 非零元素按原顺序写到数组前部。
            if nums[insert] != num {
                nums[insert] = num
            }
            insert++
        }
    }

    for insert < len(nums) {
        if nums[insert] != 0 {
            nums[insert] = 0
        }
        insert++
    }
}

复杂度分析

  • 时间复杂度：$O(n)$，第一遍读取整个数组，第二遍检查长度不超过 n 的后缀。条件判断减少的是数组写入次数，不改变线性时间复杂度。
  • 空间复杂度：$O(1)$，只维护写入位置和当前元素，全部修改都发生在原数组中。

关键点总结

[!green]

  • 读写双指针适合“稳定保留满足条件的元素”这类原地数组题。
  • 正确性的核心是不变量：写指针左侧始终是已扫描区域的非零元素序列。
  • 先确定非零前缀，再处理剩余后缀；未变动的位置不需要写入，但每个非零元素仍要占用一个结果位置。

易错点总结

[!yellow]

  • 漏掉补零阶段，尾部可能残留压缩前的非零元素；补零也不能从下标 0 开始，否则会覆盖已经整理好的前缀。
  • 保留条件写成 num > 0 会丢失负数，应判断 num != 0。
  • 只在发生赋值时推进 insert，会漏算原本就在正确位置的非零元素，导致后续覆盖或补零出错。
  • 直接排序或随意用尾部非零值替换前面的零，会破坏非零元素的相对顺序；写入必须遵循从左向右的读取顺序。

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题目 难度 关联与区别
27. 移除元素 简单 同样把需要保留的元素稳定压到前面，本题还需把尾部全部补成0并保留数组长度。
905. 按奇偶排序数组 简单 同样按条件划分元素，本题要求非零元素相对顺序不变，不能随意使用两端交换。
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