双指针 快慢指针移动零

快慢指针 移动数组中的0

283. 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]

快指针找到最近的非0数

慢指针找到最近的0,保持在最左侧的0位置 

最近的非0数字,跟最左侧0的位置交换,相当于0向右移动

"每个非零值都与左指针进行了交换,而且顺序靠前的先交换到了左指针处,交换后左指针增加,后面交换过来的还是靠后的 而且左指针左边的能保证都是非零值,因此既满足非零又能保证原来顺序"

python有些操作真的不太好,三行核心代码太取巧
    for i in range(nums.count(0)):
        nums.remove(0)
        nums.append(0)
    return nums

<think>好的,我需要回答用户关于快慢指针双指针的区别的问题。首先,我得回顾一下之前的回答和用户提供的引用内容。用户提到想了解两者的概念及区别,所以我需要明确它们的定义、应用场景和不同之处。 根据引用内容,双指针是一个更广泛的术语,包括快慢指针、对撞指针、滑动窗口等。快慢指针双指针的一种,特点是两个指针移动速度不同,常用于检测循环或寻找中间节点。而对撞指针则是从两端向中间移动,用于有序数组的问题,比如两数之和。 现在我需要整理这些信息,确保概念清晰,区别明确。可能还需要举例说明,比如快慢指针在链表环检测中的应用,对撞指针在有序数组中的使用。同时要注意引用来源,比如引用[1]提到快慢指针在链表上的应用,引用[3]和[5]区分了不同类型的双指针。 还要检查之前的回答是否覆盖了这些内容,避免重复或遗漏。用户之前的问题涉及快慢指针算法思想、实现和应用场景,现在需要扩展对比其他双指针类型。需要强调快慢指针属于双指针的子集,但双指针还包括其他形式,如对撞指针,它们的应用场景和移动方式不同。 可能还需要指出时间复杂度的差异,比如引用[2]提到双指针将时间复杂度从O(n²)优化到O(n)。快慢指针通常也是线性时间,而对撞指针可能更快,比如O(n log n)排序后的处理。 最后,结构要清晰,分点说明概念、区别,并给出例子,确保用户能直观理解两者的不同。同时按照用户要求使用中文,正确使用LaTeX格式,添加引用标识。</think>### 概念解析与核心区别 --- #### **1. 双指针(Two Pointers)** **概念**: 双指针是**一类算法的总称**,通过两个指针的**协同移动**解决问题,核心在于利用指针的**单调性**或**移动规律**降低时间复杂度。根据指针移动方向、速度和用途,可分为以下子类: - **对撞指针**(两指针从两端向中间移动,如两数之和问题) - **快慢指针**(两指针同起点但速度不同,如链表判环) - **滑动窗口**(两指针定义区间,通过窗口扩张/收缩处理连续子序列问题) - **分离双指针**(指针分别作用于不同序列,如合并有序数组) **数学表达**: 双指针移动需满足**单向性**,时间复杂度从暴力解的$O(n^2)$优化至$O(n)$[^2][^3]。例如,对撞指针在有序数组中求和: $$ \text{两数之和问题:} \quad \exists i,j \text{ 使得 } a_i + a_j = t \quad (i < j) $$ --- #### **2. 快慢指针(Hare & Tortoise)** **概念**: 快慢指针双指针的一种**具体实现形式**,其核心特征是: - **同起点**:两指针初始位置相同(如链表头) - **速度差**:快指针移动速度是慢指针的整数倍(通常为2倍) - **应用目标**:解决**循环检测**、**中间节点定位**等与**路径长度相关**的问题 **数学证明**(以环形链表为例): 设环长为$L$,快指针移动步长为$2$,慢指针步长为$1$,相遇时有: $$ 2S = S + kL \quad \Rightarrow \quad S = kL \quad (k \in \mathbb{N}^*) $$ 表明慢指针移动$kL$步后两指针相遇[^1][^5]。 --- #### **3. 核心区别对比** | **维度** | **双指针** | **快慢指针** | |----------------|---------------------------------|---------------------------------| | **范畴** | 广义算法类别(包含多种子类型) | 双指针的一种具体实现形式 | | **移动方向** | 可能相向、同向或分离 | 始终同向移动 | | **速度关系** | 可能同速或不同速 | 严格保持速度差(如1:2) | | **典型应用** | 两数之和、滑动窗口、合并数组 | 链表判环、寻找中点、重复数检测 | | **数学依赖** | 单调性、有序性 | 路径长度关系、环的存在性 | --- #### **4. 应用场景示例** 1. **对撞指针**(双指针的子类): ```python # 两数之和(有序数组) def twoSum(nums, target): left, right = 0, len(nums)-1 while left < right: s = nums[left] + nums[right] if s == target: return [left, right] elif s < target: left += 1 else: right -= 1 return [] ``` 2. **快慢指针**: ```python # 链表中间节点定位(LeetCode 876) def middleNode(head): slow = fast = head while fast and fast.next: slow = slow.next fast = fast.next.next return slow ``` --- #### **5. 关键选择原则** - 使用**对撞指针**:当数据**有序**且需要**双向逼近目标值**时(如两数之和、三数之和)[^3][^5]。 - 使用**快慢指针**:当需要检测**循环**或分析**路径长度关系**时(如环形链表、数组重复数)[^1][^4]。 - 避免误用:快慢指针**不适用于需要回溯的场景**(如单链表逆序),此时需其他双指针变体[^4]。 ---
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