【LeetCode】27. 移除元素（简单）——代码随想录算法训练营第1天

题目描述

给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地 修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

说明:

为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?

请注意，输入数组是以「引用」方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

你可以想象内部操作如下:

// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);

// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
? ? print(nums[i]);
}

示例 1：

输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。

示例 2：

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,3,0,4]
解释：函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

提示：

0 <= nums.length <= 100
0 <= nums[i] <= 50
0 <= val <= 100

?

题解1：暴力法

思路：用一个变量记录当前遍历的位置，用一个新变量查找下一个非目标值的位置，将用此值前移覆盖要删除的元素。

/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} val
 * @return {number}
 */
var removeElement = function(nums, val) {
    let i = j = 0;
    // 变量 i 记录当前检索位置，变量 j 查找下一个非目标值的位置
    while (i < nums.length) {
        if (nums[i] === val) {
            // 遇到要删除的元素，查找下一个不需要删除的元素的位置
            j = i + 1;
            while (nums[j] === val) {
                j++;
            }
            if (j === nums.length) {
                return i; // 查找到数组末尾，返回 i
            }
            nums[i] = nums[j]; // 将不删除的元素前移覆盖要删除的元素
            nums[j] = val; // 将 j 位置标记为要删除元素的位置
        }
        i++;
    }
    return i; // 查找结束，返回 i
};

分析：此解法用了双层循环，j 变量重复遍历了多次数组，时间复杂度为 O(n2)，空间复杂度为 O(1)。存在不必要的消耗，可以使用快慢指针法来优化。

题解2：快慢指针法

定义快慢指针：

• 快指针：寻找新数组的元素 ，新数组就是不含有目标元素的数组
• 慢指针：指向更新新数组下标的位置

/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} val
 * @return {number}
 */
var removeElement = function(nums, val) {
    let i = 0; // 慢指针，记录当前位置
    for (let j = 0; j < nums.length; j++) {
        // 快指针，查找下一个非目标值
        if (nums[j] !== val) {
            nums[i++] = nums[j]; // 将非目标值前移，且慢指针自增
        }
    }
    return i; // 返回慢指针位置，即为移除元素后新数组元素的个数
};

分析：使用双指针法，只需遍历一次数组，时间复杂度为 O(n)，空间复杂度为 O(1)。此方法没有改变原数组元素的顺序。

题解3：相向双指针法

思路：题目中提到元素顺序可以改变，因此可以使用相向双指针法从数组的两边来遍历数组。左边寻找等于目标值的元素，右边寻找不为目标值的元素，交换位置得到新数组。

/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} val
 * @return {number}
 */
var removeElement = function(nums, val) {
    let left = 0, right = nums.length - 1;
    while (left <= right) {
        // 从左边找等于 val 的元素
        while (left <= right && nums[left] !== val) {
            left++;
        }
        // 从右边找不等于 val 的元素
        while (left <= right && nums[right] === val) {
            right--;
        }
        // 右边覆盖左边
        if (left < right) {
            nums[left++] = nums[right--];
        }
    }
    return left; // left 此时是新数组最后一个元素的下一个位置，即为新数组长度
};

分析：使用相向双指针法，只需遍历一次数组，时间复杂度为 O(n)，空间复杂度为 O(1)。此方法改变了原数组元素的顺序。

收获

初次体验了快慢指针法和相向双指针法这两种双指针法的使用，并理解了它们的原理。