代码训练(7)LeetCode之删除有序数组中的重复项
Author: Once Day Date: 2024年3月10日
漫漫长路,才刚刚开始…
全系列文章可参考专栏: 十年代码训练_Once-Day的博客-CSDN博客
参考文章:
- 26. 删除有序数组中的重复项 - 力扣(LeetCode)
- 力扣 (LeetCode) 全球极客挚爱的技术成长平台
文章目录
- 代码训练(7)LeetCode之删除有序数组中的重复项
- 1. 原题
- 2. 分析
- 3. 代码实现
- 3.1 基础实现
- 3.2 过度优化版本代码
- 4. 总结
1. 原题
给你一个 非严格递增排列 的数组
nums
,请你原地删除重复出现的元素,使每个元素 只出现一次 ,返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。然后返回nums
中唯一元素的个数。考虑
nums
的唯一元素的数量为k
,你需要做以下事情确保你的题解可以被通过:
- 更改数组
nums
,使nums
的前k
个元素包含唯一元素,并按照它们最初在nums
中出现的顺序排列。nums
的其余元素与nums
的大小不重要。- 返回
k
。
例如,对于nums = [1, 2, 2, 3]
,其输出长度为3
,输出数据为nums = [1, 2, 3, x]
即可。
2. 分析
有一个数组 nums
,它是非严格递增的,也就是说,数组中的元素可能会有重复,并且它们是按照顺序排列的。你的任务是要在不改变元素相对顺序的情况下,仅保留每个元素的一个副本,并删除所有的重复元素。你需要在不使用额外数组的条件下完成这个操作,这就意味着你需要在原地修改输入的数组 nums
。
解题思路:
- 保持两个指针,
i
作为慢指针,j
作为快指针。 - 遍历数组,快指针
j
用于寻找下一个与慢指针i
指向的数字不同的数字。 - 当快指针
j
找到一个新的不同数字时,将慢指针i
向前移动一位,然后将j
指向的数字复制到i
的位置。 - 重复步骤2和3,直到快指针
j
遍历完整个数组。
分析步骤:
- 初始化两个指针
i
和j
,其中i = 0
,j = 1
。 - 当
j
小于数组nums
的长度时,执行以下操作:- 如果
nums[j]
与nums[i]
相同,j++
,跳过重复的元素。 - 如果
nums[j]
与nums[i]
不同,i++
,并将nums[j]
的值赋给nums[i]
。
- 如果
- 继续执行上述步骤直到
j
遍历完数组。 - 最终,
i+1
就是数组中不重复元素的个数。
举例分析:
如果输入的数组 nums
为 [1, 1, 2]
,初始时 i=0
,j=1
。
- 因为
nums[j]
等于nums[i]
,所以j++
,现在j=2
。 - 现在
nums[j]
不等于nums[i]
,所以i++
,将nums[j]
的值赋给nums[i]
,现在nums
变为[1, 2, 2]
。 j
继续递增,因为已经到数组末尾,停止循环。- 最终
i+1
等于2
,表示数组nums
中有两个不重复的元素。
性能优化关键点:
- 尽量减少不必要的操作,例如在快指针找到新元素时才移动慢指针。
- 避免使用额外的内存空间,直接在原数组上操作。
3. 代码实现
3.1 基础实现
int removeDuplicates(int* nums, int numsSize) {if (numsSize == 0) return 0;int i = 0;for (int j = 1; j < numsSize; j++) {if (nums[j] != nums[i]) {i++;nums[i] = nums[j];}}return i + 1;
}
这段代码含义如下:
removeDuplicates
函数接受一个整数数组nums
和它的大小numsSize
,然后返回一个整数表示唯一元素的数量。- 在
main
函数中,我们定义了一个示例数组并调用removeDuplicates
函数。 - 然后打印出修改后的数组和唯一元素的数量。
运行测试结果如下(仅供参考):
这段代码性能不算非常高,因为存在nums[i]
这种随机访问,并且判断nums[j] != nums[i]
在大部分情况也有些多余。
3.2 过度优化版本代码
注意,本部分代码仅供各位C语言爱好者一乐,真实项目别写这种风格代码,上面3.1简单版本的代码更合适。
struct temp{int last;int curr;
};int removeDuplicates(int* nums, int numsSize) {int *deal_nums, *resv_nums, *max_nums;#define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)
#define likely(x) __builtin_expect(!!(x), 1)if (unlikely(numsSize <= 1)) {return numsSize;}max_nums = &nums[numsSize] - 1;deal_nums = nums;resv_nums = &nums[1];while(likely(deal_nums < max_nums)) {struct temp *temp = (struct temp *)deal_nums++;if (temp->curr ^ temp->last) {if (deal_nums != resv_nums) {*resv_nums = temp->curr;goto another;}resv_nums++;} }while(likely(deal_nums < max_nums)) {struct temp *temp = (struct temp *)deal_nums++;if (temp->curr ^ temp->last) {*resv_nums = temp->curr;
another:resv_nums++;} }return resv_nums - nums;
}
代码中使用了一个结构体 temp
,包含两个整型成员 last
和 curr
,用于同时存储相邻的两个元素。
主要的优化点如下:
- 使用
unlikely
和likely
宏来优化分支预测,提高代码执行效率。 - 使用指针操作来遍历数组,避免了数组下标的计算,提高了性能。
- 使用异或运算
^
来比较相邻元素是否相等,避免了条件分支的使用,提高了性能。 - 使用
goto
语句来优化代码流程,减少了重复的代码。
缺点也很明显:
- 代码可读性较差,使用了一些技巧性的优化,如位运算和
goto
语句,可能会影响代码的可维护性。 - 虽然使用了一些优化手段,但整体的时间复杂度仍然是 O(n),与普通的去重算法相比,优化的效果可能并不明显。
这段代码在一定程度上提高了去重操作的性能,但也牺牲了一定的可读性和可维护性。
实际运行结果如下(仅供参考):
4. 总结
这个题目考查了对数组操作的基本能力,特别是双指针技巧,这是一个常用于解决类似问题的方法。为了提高编程能力,应当熟练掌握数组相关的操作,包括但不限于遍历、插入、删除等。
同时,熟悉双指针技巧在其他问题中的应用也非常重要,即如何在不使用额外空间的情况下修改输入数据。
Once Day
也信美人终作土,不堪幽梦太匆匆......
如果这篇文章为您带来了帮助或启发,不妨点个赞👍和关注,再加上一个小小的收藏⭐!
(。◕‿◕。)感谢您的阅读与支持~~~