「LeetCode」27.移除元素

「这是我参与2022首次更文挑战的第4天，活动详情查看：2022首次更文挑战」。

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 = [0,1,4,0,3]
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

双指针法（同向指针）🚀

解题思路

该题解法和「LeetCode」26.删除有序数组中的重复项思路相通，都是用双指针解决。

本题也是一前一后指针，慢指针 j 指向有效数组的末位，快指针 i 则用于遍历数组，当 nums[i] 不等于 val 时，把 nums[i] 的值添加到慢指针 j 指向的位置。

可以参考|练习上一篇「LeetCode」文章的解法，巩固一下双指针的题型。

代码

Java

class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        int length = nums.length;
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            if (nums[i] != val) {
                nums[index++] = nums[i];
            }
        }
        return index;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int removeElement(vector<int> &nums, int val) {
        int idx = 0;
        int length = nums.size();
        for (int i = 0; i < length; ++i) {
            if (nums[i] != val)
                nums[idx++] = nums[i];
        }
        return idx;
    }
};

时间复杂度：$O(n)$

空间复杂度：$O(1)$

双指针优化（逆向指针）🥇

解题思路

如果要移除的元素恰好在数组的开头，例如序列 [1,2,3,4,5]，当 val 为 1 时，按照上面的解法我们需要把每一个元素都左移一位。

此时注意到题目中说：「元素的顺序可以改变」。实际上我们可以直接将最后一个元素 5 移动到序列开头，取代元素 1，得到序列 [5,2,3,4]，同样满足题目要求。这个优化非常有效，但仅针对序列中 val 元素的数量较少时。

实现方面，我们依然使用双指针，两个指针初始时分别位于数组的首尾，向中间移动遍历该序列。

代码

Java

class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        while (left <= right) {
            if (nums[left] == val) {
                nums[left] = nums[right];
                right--;
            } else {
                left++;
            }
        }
        return left;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int removeElement(vector<int> &nums, int val) {
        int left = 0;
        int right = nums.size() - 1;
        while (left <= right) {
            if (nums[left] == val) {
                nums[left] = nums[right];
                right--;
            } else {
                left++;
            }
        }
        return left;
    }
};

时间复杂度：$O(n)$

空间复杂度：$O(1)$

最后🌅

该篇文章为 「LeetCode」 系列的 No.8 篇，在这个系列文章中：

• 尽量给出多种解题思路
• 提供题解的多语言代码实现
• 记录该题涉及的知识点

👨‍💻争取做到 LeetCode 每日 1 题，所有的题解/代码均收录于 「LeetCode」 仓库，欢迎随时加入我们的刷题小分队！