圖解雙指針 | LeetCode 27. 移除元素

時間 2019-11-29

標籤圖解指針 leetcode 移除元素简体版

原文原文鏈接

題目描述

原題連接：LeetCode 27. 移除元素python

給定一個數組 nums 和一個值 val，你須要原地移除全部數值等於 val 的元素，返回移除後數組的新長度。git

不要使用額外的數組空間，你必須在原地修改輸入數組並在使用 O(1) 額外空間的條件下完成。github

元素的順序能夠改變。你不須要考慮數組中超出新長度後面的元素。算法

示例 1:編程

給定 nums = [3,2,2,3], val = 3,

函數應該返回新的長度 2, 而且 nums 的前兩個元素均爲 2。

你不須要考慮數組中超出新長度後面的元素。
複製代碼

示例 2:數組

給定 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2,

函數應該返回新的長度 5, 而且 nums 中的前五個元素爲 0, 1, 3, 0, 4。

注意這五個元素可爲任意順序。

你不須要考慮數組中超出新長度後面的元素。
複製代碼

說明:bash

爲何返回數值是整數，但輸出的答案是數組呢?數據結構

請注意，輸入數組是以「引用」方式傳遞的，這意味着在函數裏修改輸入數組對於調用者是可見的。函數

你能夠想象內部操做以下:ui

// nums 是以「引用」方式傳遞的。也就是說，不對實參做任何拷貝
int len = removeElement(nums, val);

// 在函數裏修改輸入數組對於調用者是可見的。
// 根據你的函數返回的長度, 它會打印出數組中該長度範圍內的全部元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
    print(nums[i]);
}
複製代碼

題意解讀

劃一下題目的重點：

原地移除
不要使用額外的數組空間
不須要考慮數組中超出新長度後面的元素

題目要求咱們原地刪除全部等於 val 的元素，不能使用額外空間，且不用考慮刪除後超出新數組長度後面的元素。

也就是說，若是原數組 nums 長度爲 x，要刪除的 val 元素個數爲 y，那麼咱們只要把這 n 個要刪除的元素所在位置用其餘有效元素覆蓋掉，而後返回最終的數組長度 x - y。

題目並不是讓咱們真的刪除數組的元素，而是要改寫相關元素的值。

思路闡述

那麼要如何進行元素的改寫呢？

既然要讓 val 元素都堆在數組尾部，那麼咱們就派出一個開拓者探路，只要遇到非 val 元素，就把它覆蓋到前面來。

所以，咱們能夠定義兩個指針：

快指針 j：用於尋找非 val 元素
慢指針 i：當 j 找到非 val 元素時，就被非 val 元素覆蓋

圖解思路

以題中的 nums = [3,2,2,3], val = 3 爲例。

開始時 i 和 j 都指向下標 0 位置：

此時 j 指向的元素爲 val，因此把 j 右移動 1 位：

此時，開拓者 j 找到了一個非 val 元素，那麼就賦值給 i 吧：

賦值之後，咱們獲得了一個新的序列 [2, 2, 2, 3]，咱們能夠得知：

j 指向的元素必定不是 val
i 指向的元素也必定不是 val，由於它是從 j 指向的元素賦值得來的，j 指向非 val 元素纔會進行賦值

這樣一來，i 和 j 都完成了本輪使命，繼續前進！

所以每次交換之後，咱們都同步增加雙指針，令 i = i + 1，j = j + 1：

此時 j 又指向了一個非 val 元素，繼續賦值：

由於本次 i 與 j 指向元素相同，因此賦值後序列沒有改變。賦值操做後，咱們繼續同步增加雙指針：

此時 j 指向了一個 val 元素，沒法進行賦值操做，繼續增加 j，令 j = j + 1：

此時咱們發現 j 超出數組範圍了，循環結束。[2, 2, 2, 3] 即爲咱們最終所求結果，而紅色部分即爲新數組長度，長度爲 len(nums) - (j - i)。

總結一下

設置雙指針 i 和 j，其中，j 用於尋找非 val 元素，來覆蓋 i 所指向的元素。

初始時：設 i = 0, j = 0
遍歷數組：
- 若 nums[j] != val：
  - 把 j 的值賦給 i：nums[i] = nums[j]
  - 同步增加雙指針：i = i + 1, j = j + 1
- 若 nums[j] == val：
  - j 變爲快指針：j = j + 1，尋找下一個非 val 元素

具體實現

Python

class Solution:
    def removeElement(self, nums, val):
        """ :type nums: List[int] :type val: int :rtype: int """
        length = len(nums)
        i = 0
        j = 0
        while j < length:
            if nums[j] != val:
                nums[i] = nums[j]
                i = i + 1
                j = j + 1
            else:
                j = j + 1
        res = length - (j - i)
        return res
複製代碼

Golang

func removeElement(nums []int, val int) int {
    length := len(nums)
    if length == 0 {
        return 0
    }

    i := 0
    j := 0
    for j < length {
        if nums[j] == val {
            // 去找一個不是 val 的值
            j++
        } else {
            // 賦值
            nums[i] = nums[j]
            i++ 
            j++
        }
    }

    return length - (j - i)
}
複製代碼