LeetCode 第27题：移除元素
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。
难度
简单
题目链接
https://leetcode.cn/problems/remove-element/
示例
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
解题思路
方法一：双指针（快慢指针）
使用快慢指针的方法，慢指针指向当前可以放置元素的位置，快指针用于遍历数组。
关键点：
- 使用快慢指针处理
- 原地修改数组
- 不需要保持元素相对顺序
具体步骤：
- 初始化慢指针slow = 0
- 使用快指针fast遍历数组：
- 如果nums[fast] != val，将元素复制到slow位置
- slow指针前进一位
- 返回slow（新数组的长度）
时间复杂度：O(n)，其中n是数组的长度
空间复杂度：O(1)
方法二：双指针（首尾指针）
使用首尾指针的方法，当遇到需要移除的元素时，用数组末尾的元素替换它。
关键点：
- 使用首尾指针
- 从数组末尾获取替换元素
- 适用于移除元素较少的情况
具体步骤：
- 初始化左指针left = 0，右指针right = nums.length - 1
- 当left <= right时：
- 如果nums[left] == val，用nums[right]替换，right--
- 否则left++
- 返回left（新数组的长度）
代码实现
C# 实现（快慢指针）
public class Solution {public int RemoveElement(int[] nums, int val) {int slow = 0;for (int fast = 0; fast < nums.Length; fast++) {if (nums[fast] != val) {nums[slow] = nums[fast];slow++;}}return slow;}
}
C# 实现（首尾指针）
public class Solution {public int RemoveElement(int[] nums, int val) {int left = 0;int right = nums.Length - 1;while (left <= right) {if (nums[left] == val) {nums[left] = nums[right];right--;} else {left++;}}return left;}
}
代码详解
快慢指针版本：
- 指针使用：
- slow指向可以放置元素的位置
- fast用于遍历数组
- 元素处理：
- 只复制不等于val的元素
- 保证原地修改
首尾指针版本：
- 指针使用：
- left从左向右遍历
- right指向有效元素的末尾
- 元素处理：
- 用末尾元素替换需要移除的元素
- 减少元素移动次数
执行结果
快慢指针版本：
- 执行用时：108 ms
- 内存消耗：40.2 MB
首尾指针版本：
- 执行用时：104 ms
- 内存消耗：40.1 MB
总结与反思
- 这是一道基础的数组处理题目：
- 考察指针的使用
- 考察原地修改数组
- 考察空间效率
- 两种解法比较：
- 快慢指针：实现简单，适用性强
- 首尾指针：移动次数少，但会改变元素顺序
- 优化思路：
- 可以根据val出现频率选择算法
- 考虑数组特征选择最优解法
- 注意边界条件的处理
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