【LeetCode27.移除元素】——双指针法

27. 移除元素

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。

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

题目链接

思路：

本题是经典的双指针算法题，对于一个数组来说，删除一个元素是比较复杂的，每次删除元素后，若要保留原有的顺序，则需要将后面的元素一个个先前“挪”一格位置，这样操作的话，算法的时间复杂度是较高的。

所以就有了双指针法，分为快慢指针法以及左右指针法，能够实现在一个for循环下完成两个for循环的工作。

两遍循环：

我们可以利用一种最朴素的方法，即暴力地使用两遍for循环进行求解，外层的for循环用于查找所要移除的元素，当寻找到所要移除的元素值后，利用内层的for循环，将数组集体向前移动一位。

 //暴力解法
    int removeElement(vector& nums, int val) {
        int size = nums.size();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (nums[i] == val) { // 发现需要移除的元素 
                for (int j = i + 1; j < size; j++) { //将数组集体向前移动一位
                    nums[j - 1] = nums[j];
                }
                i--; // 因为下标i以后的数值都向前移动了一位，所以i也向前移动一位
                size--; // 记录此时的数组大小
            }
        }
        return size;
    }

快慢双指针：

设置快慢双指针，分别指向数组，完成各自任务。

快指针：不停止，勇往直前，寻找目标元素

慢指针：用于记录更新新数组的下标位置

class Solution {
public:
    int removeElement(vector& nums, int val) {
        int slow = 0; //初始化慢指针
        for (int fast = 0; fast < nums.size(); fast++) { //快指针对整个数组进行遍历，寻找目标值
            if (val != nums[fast]) { //若不为目标值，更新慢指针，并赋值给新数组
                nums[slow] = nums[fast];
                slow++;
            }
        }
        return slow;
    }
};

总的来说快慢指针的概念还是挺容易理解的，使用起来也十分简介方便。

左右双指针：

左右双指针的思想与之前所提到的二分查找的思想比较相像，通过在数组的两端设置左指针以及右指针，让两个指针在中间汇合。

在循环过程中，当左指针找到等于val的元素时，左指针会停下来。当右指针找到不等于val的元素时，也会停下来，这时候，右指针所指向的不等于val的元素会赋值给左指针所指向的元素。接着，只要左右指针仍未汇合，他们就会继续朝着中间行走，重复刚刚的操作，直至两者相遇，结束对整个数组的遍历。

class Solution {
public:
   int removeElement(vector& nums, int val) {
        int left = 0; //初始化左指针
        int right = nums.size() - 1; //初始化右指针
        while (left <= right) {
            // 找左边等于val的元素
            while (left <= right && nums[left] != val) { //若不等于目标值，继续遍历
                ++left;
            } //找到等于val值的元素时，结束循环

            // 找右边不等于val的元素
            while (left <= right && nums[right] == val) {
                --right;
            }  //找到不等于val值的元素时，结束循环

            // 将右边不等于val的元素覆盖左边等于val的元素
            if (left < right) {
                nums[left++] = nums[right--];
            }
        }
        return left;   // left指向最终数组末尾的下一个元素
    }
}

题解参考：“代码随想录”https://www.bilibili.com/video/BV12A4y1Z7LP

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