代码随想录算法训练营day01| 704. 二分查找、27. 移除元素

704. 二分查找

题目描述：给定一个 n 个元素有序的（升序）整型数组 nums 和一个目标值 target ，写一个函数搜索 nums 中的 target，如果目标值存在返回下标，否则返回 -1

题目链接

• 左闭右闭区间

 class Solution {
     public int search(int[] nums, int target) {
         int start=0,end=nums.length-1;
         int middle=0;
         
         //start和end都指向nums的有效下标，在不断二分过程中，start始终比end小
         //直到start==end，即同时指向同一个位置的元素时，进行最后一次比较
         while(start<=end){
             //start和end的中间
             middle=(start+end)>>1;
             if(nums[middle]==target){
                 return middle;
             }else if(nums[middle]>target){
                 end=middle-1;
             }else{
                 start=middle+1;
             }
         }
 
         return -1;
     }
 }

示意图如下：

• 情形1：找得到target

• 情形2：找不到target

• 左闭右开区间:

  class Solution {
      public int search(int[] nums, int target) {
          int start=0,end=nums.length;
          int middle=0;
          
          while(start<end){
              middle=(start+end)>>1;
              if(nums[middle]==target){
                  return middle;
              }else if(nums[middle]>target){
                  end=middle;
              }else{
                  start=middle+1;
              }
          }
  
          return -1;
      }
  }

左闭右闭（下面简称为:one:）和左闭右开（下面简称为:two:）的区别:

1. 循环终止条件不同：:one:的循环条件start>=end,:two:的循环条件start>end，因为在:two:中，end所指向的元素不在此次查找范围内，因此查找过程中start!=end
2. end的移动不同：在查找中，每轮被比较对象nums[middle]在下一软中都不在查找序列中， :one:中end始终指向待查询序列的最后一个位置，因此当end需要移动时，会移动到middle-1的位置；而:two:中end始终指向待查询序列的最后一个位置的下一个位置，此位置必然不在待查询序列中，因此当end需要移动时，移动到middle的位置即可。

27.移除元素

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。

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暴力解法

思路：

题目要求原地移除元素，因此不能额外借用其他数组或容器来存储结果。

暴力解法对给出的nums数组进行遍历，将每个元素都与val比较，当二者值相同时，将该元素后的所有元素向前移动一格，数组末元素的下标减1。

我们使用end记录数组末尾元素的下标，当发生移动时，即是将[nums[i+1],nums[end-1]]的元素移动到[nums[i],nums[end-2]]中。

在方法返回时，end就是结果数组的长度，返回即可。
一次数组元素的移动如图：

class Solution {
    //暴力方法
    public int removeElement(int[] nums, int val) {

        int end=nums.length;

        for(int i=0;i<end;i++){
            if(nums[i]==val){
                //向前移动[nums[i+1],nums[end-1]]的元素到[nums[i],nums[end-2]]
                for(int j=i+1;j<end;j++){
                    nums[j-1]=nums[j];
                }

                end--;
                i--;
            }
        }

        return end;
    }
}

双指针法

思路：使用快慢指针fast和slow对给定数组nums进行操作，其中，fast对数组进行遍历，slow从数组下标为0处依次记录fast在遍历中不为target（代码中该变量为val）的数组元素。当fast完成一次遍历后，slow指向的位置不再记录新的元素，因此，slow的值即为结果数组的长度。

class Solution {
    //双指针方法
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        int slow=0,fast=0;

        while(fast<nums.length){
            if(nums[fast]!=val){
                nums[slow]=nums[fast];
                slow++;
            }
            fast++;
        }

        return slow;
    }
}