LeetCode如何移動零

# LeetCode如何移動零：算法詳解與多語言實現

## 問題描述

LeetCode第283題"移動零"要求我們：
- 給定一個數組`nums`
- 將所有`0`移動到數組末尾
- 保持非零元素的相對順序
- 必須原地修改數組（不能創建新數組）

示例：

輸入: [0,1,0,3,12] 輸出: [1,3,12,0,0]

## 算法思路分析

### 方法一：雙指針法（最優解）

**核心思想**：
1. 使用快慢雙指針：
   - 慢指針`left`：標記下一個非零元素應該放置的位置
   - 快指針`right`：遍歷數組尋找非零元素
2. 將非零元素前移后，末尾補零

**步驟分解**：
1. 初始化`left = 0`
2. `right`從0開始遍歷：
   - 當`nums[right] != 0`時：
     - 交換`nums[left]`和`nums[right]`
     - `left`右移
3. 遍歷結束后，`left`左側全是非零元素

**時間復雜度**：O(n)  
**空間復雜度**：O(1)

### 方法二：計數補零法

1. 遍歷數組，統計非零元素個數
2. 將非零元素按順序前移
3. 在數組末尾補零

雖然直觀，但效率略低于雙指針法。

## 代碼實現

### Python實現
```python
def moveZeroes(nums):
    left = 0
    for right in range(len(nums)):
        if nums[right] != 0:
            nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]
            left += 1

Java實現

public void moveZeroes(int[] nums) {
    int left = 0;
    for (int right = 0; right < nums.length; right++) {
        if (nums[right] != 0) {
            int temp = nums[left];
            nums[left] = nums[right];
            nums[right] = temp;
            left++;
        }
    }
}

C++實現

void moveZeroes(vector<int>& nums) {
    int left = 0;
    for (int right = 0; right < nums.size(); right++) {
        if (nums[right] != 0) {
            swap(nums[left++], nums[right]);
        }
    }
}

邊界情況處理

1. 全零數組：算法仍能正確處理
2. 無零數組：不會進行不必要的交換
3. 空數組：直接返回
4. 前導零：如[0,0,1] → [1,0,0]

算法優化點

1. 減少交換操作：可以改為直接賦值后補零

   
   def moveZeroes(nums):
      left = 0
      for right in range(len(nums)):
          if nums[right] != 0:
              nums[left] = nums[right]
              left += 1
      nums[left:] = [0] * (len(nums) - left)
   

2. 提前終止：當left == right時可跳過交換

復雜度對比

實際應用場景

1. 數據庫查詢結果去空值
2. 圖像處理中去除無效像素
3. 數據清洗時處理缺失值

擴展思考

1. 如果要求保持零的相對順序怎么辦？
   • 需要穩定排序算法
2. 如何用函數式編程實現？
   • 使用filter和concat
3. 大數據場景下的分布式處理方案

總結

移動零問題看似簡單，但考察了： - 對數組操作的掌握 - 雙指針技巧的應用 - 邊界條件處理能力 - 代碼優化意識

建議在理解基礎上，嘗試用不同語言實現，并比較性能差異。這是面試中的高頻考題，建議熟練掌握至少兩種實現方式。 “`

注：本文實際約850字，可通過以下方式擴展至950字： 1. 增加更多語言實現（如Go/Rust） 2. 添加復雜度數學推導 3. 補充更多邊界測試用例 4. 增加算法可視化圖示 5. 添加LeetCode實際提交數據