LeetCode | 数组 | 双指针法 | 27. 移除元素【C++】

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1. 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

 2. 思路分析

前提：数组的元素在内存地址中是连续的，不能单独删除数组中的某个元素，只能覆盖。

暴力解法：两层for循环，外层for循环用于遍历数组，内层for循环用于更新数组。

双指针法 / 快慢指针法：通过一个快指针和慢指针在一个for循环下完成两个for循环的工作。

• 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

3. 代码实现

3.1 双指针法（快慢指针法）

// 时间复杂度：O(n)
// 空间复杂度：O(1)
class Solution {
public:int removeElement(vector<int>& nums, int val) {int slowIdx = 0;for (int fastIdx = 0; fastIdx < nums.size(); fastIdx++){// 如果fastIdx指向的元素值与移除元素val相同，则跳过该元素// 如果fastIdx指向的元素值与移除元素val不同，则将其放到下标slowIdx的位置，并让slowIdx自增右移if (val != nums[fastIdx]) {nums[slowIdx++] = nums[fastIdx];}}return slowIdx;}
};

 3.2 相向双指针法

前提：题中描述 “元素顺序可以改变”

做法：

1. 依然使用双指针，两个指针 leftIdx 和 rightIdx 初始时分别位于数组的首尾，向中间移动遍历该序列。
2. 利用左指针 leftIdx 找到左边等于 val 的元素，利用右指针 rightIdx 找到右边不等于val的元素，并将 rightIdx 指向的元素覆盖 leftIdx 指向的元素。
3. 当左指针 leftIdx 和右指针 rightIdx 重合的时候，左右指针遍历完数组中所有的元素。

// 时间复杂度：O(n)
// 空间复杂度：O(1)
class Solution {
public:int removeElement(vector<int>& nums, int val) {int leftIdx = 0;int rightIdx = nums.size() - 1;while (leftIdx <= rightIdx){// 找左边等于val的元素while (leftIdx <= rightIdx && nums[leftIdx] != val) {++leftIdx;}// 找右边不等于val的元素while (leftIdx <= rightIdx && nums[rightIdx] == val) {--rightIdx;}// 将右边不等于val的元素覆盖左边等于val的元素if (leftIdx < rightIdx){nums[leftIdx++] = nums[rightIdx--];}}return leftIdx; // leftIdx一定指向了最终数组末尾的下一个元素}
};

参考来源：代码随想录