leetcode 面试经典 150 题(2/150) 27.移除元素

题目描述

给定一个整数数组 nums 和一个值 val，要求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。新数组的前 k 个元素为不等于 val 的元素，顺序可以任意，后续元素不影响评测。

算法思路

双指针法（头尾指针）：通过左右指针从两端向中间遍历，高效处理元素替换。

具体步骤

1. 初始化指针：

   • left：从数组起始位置开始，寻找等于 val 的元素。
   • right：从数组末尾开始，提供可替换的非 val 元素。

2. 循环处理：

   • 当 nums[left] == val 时，将 nums[right] 的值赋给 nums[left]，并将 right 左移。此时不移动 left，因为新值可能仍等于 val。
   • 若 nums[left] != val，则 left 右移，继续检查下一个元素。
   • 终止条件：当 left 超过 right 时，所有有效元素已处理完毕。

3. 结果返回：

   • left 的值即为新数组的长度，其左侧均为有效元素。

过程示例

以 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2]，val = 2 为例：

步骤	left	right	操作	nums 状态
初始	0	7	-	[0,1,2,2,3,0,4,2]
1	2	7	替换 nums[2] → nums[7]=2	[0,1,2,2,3,0,4,2]（right→6）
2	2	6	替换 nums[2] → nums[6]=4	[0,1,4,2,3,0,4,2]（right→5）
3	3	5	替换 nums[3] → nums[5]=0	[0,1,4,0,3,0,4,2]（right→4）
终止	5	4	left > right → 返回 5	有效元素为前5个：[0,1,4,0,3]

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，每个元素至多被访问一次。
• 空间复杂度：O(1)，原地修改数组，未使用额外空间。

代码实现

func removeElement(nums []int, val int) int {
    left := 0
    right := len(nums) - 1
    for left <= right {
        if nums[left] == val {
            nums[left] = nums[right]
            right--
        } else {
            left++
        }
    }
    return left
}

关键点总结

1. 逆向覆盖：通过将尾部元素覆盖到需要删除的位置，避免数据搬移的开销。
2. 双指针终止条件：当 left 超过 right 时，所有有效元素已集中在数组前端。
3. 元素检查：覆盖后需重新检查当前位置，确保替换后的值不等于 val。