leecode数组-27移除元素-简单-20210723

数组-27移除元素-简单-20210723

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。

示例

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。

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。

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]);
}

提示:

  • 0 <= nums.length <= 100

  • 0 <= nums[i] <= 50

  • 0 <= val <= 100

2. 题目解答

2.1 第一次尝试答案

思路:遍历每个元素,不等于val值,从索引1开始往后排,最后返回新数组个数

class Solution(object):
    def removeElement(self, nums, val):
        """
        :type nums: List[int]
        :type val: int
        :rtype: int
        """
        index = 0
        for i in nums:
            if i != val:
                nums[index] = i 
                index += 1
        return index  # 最后index已经+1了,所以不用加1 

2.2 官方题解-1

思路:双指针

由于题目要求删除数组中等于 val 的元素,因此输出数组的长度一定小于等于输入数组的长度,我们可以把输出的数组直接写在输入数组上。可以使用双指针:右指针right 指向当前将要处理的元素,左指针left 指向下一个将要赋值的位置。

如果右指针指向的元素不等于val,它一定是输出数组的一个元素,我们就将右指针指向的元素复制到左指针位置,然后将左右指针同时右移;

如果右指针指向的元素等于 val,它不能在输出数组里,此时左指针不动,右指针右移一位。

整个过程保持不变的性质是:区间 [0,left) 中的元素都不等于val。当左右指针遍历完输入数组以后,left 的值就是输出数组的长度。

这样的算法在最坏情况下(输入数组中没有元素等于val),左右指针各遍历了数组一次。

复杂度分析

时间复杂度:O(n),其中 n为序列的长度。我们只需要遍历该序列至多两次。

空间复杂度:O(1),我们只需要常数的空间保存若干变量

# 同283解法
class Solution(object):
    def removeElement(self, nums, val):
        """
        :type nums: List[int]
        :type val: int
        :rtype: int
        """
        n = len(nums)
        left = 0
        for right in range(n):
            if nums[right] != val:
                nums[left] = nums[right]
                left += 1
            right += 1
        return left

2.3 官方题解-2

思路:双指针优化

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][1,2,3,4,5],当 \textit{val}val 为 11 时,我们需要把每一个元素都左移一位。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 55 移动到序列开头,取代元素 11,得到序列 [5,2,3,4][5,2,3,4],同样满足题目要求。这个优化在序列中 \textit{val}val 元素的数量较少时非常有效。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。

  • 如果左指针left 指向的元素等于 val,此时将右指针right 指向的元素复制到左指针 left 的位置,然后右指针 right 左移一位。

  • 如果赋值过来的元素恰好也等于val,可以继续把右指针 right 指向的元素的值赋值过来(左指针 eft 指向的等于val 的元素的位置继续被覆盖),直到左指针指向的元素的值不等于val 为止。

  • 当左指针 left 和右指针 right 重合的时候,左右指针遍历完数组中所有的元素。

这样的方法两个指针在最坏的情况下合起来只遍历了数组一次。与方法一不同的是,方法二避免了需要保留的元素的重复赋值操作。

复杂度分析

时间复杂度:O(n),其中 n为序列的长度。我们只需要遍历该序列至多一次。

空间复杂度:O(1),我们只需要常数的空间保存若干变量

class Solution(object):
    def removeElement(self, nums, val):
        """
        :type nums: List[int]
        :type val: int
        :rtype: int
        """
        left = 0
        right = len(nums)
        while(left < right):
            if nums[left] == val:
                nums[left] = nums[right-1]  # 注意,不能用right = len(nums)-1,偶数个数数组,到left!= val时候,会退出循环,导致少判断1个
                right -= 1
            else:
                left += 1
        return left

3. 错解

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