面试算法题之移除元素

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。

双指针

对于要求原地实现移除，我们可以使用双指针的方式实现。

首先我们定义 l、r两个指针，r指针指向当前需要处理的元素，l指针则指向要被覆盖的元素，即新数组的尾部。遍历数组，当r指针指向的元素与val不相等时，则将r指针指向的元素移动到l指针指向的数组下标，并将l、r两个指针向后移动一位；否则只移动r指针。

最后，l指针指向的下标就是新数组的尾部，根据题意，直接放回l 即可。

```cpp
class Solution {
public:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
        int n = nums.size(), l = 0, r = 0;
        for(; r < n; r++) {
            if(nums[r] != val) {
                nums[l] = nums[r];
                l++;
            }
        }
        return l;
    }
};

进一步优化，如果我们要移除的元素恰好在数组的头部，此时需要把每一个元素都左移一位，这样比较费时。根据题意，新数组的元素的排序是可以改更改的。这样我们就可以直接将数组中的最后一个元素移动到数组头部，如此也是满足题目的要求。

class Solution {
public:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
        int l = 0, r = nums.size();
        while(l < r) {
            if(nums[l] == val) {
                nums[l] = nums[r - 1];
                r--;
            } else {
                l++;
            }
        }
        return l;
    }
};

删除有序数组中的重复项

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 。

判题标准:

系统会用下面的代码来测试你的题解:

int[] nums = [...]; // 输入数组
int[] expectedNums = [...]; // 长度正确的期望答案

int k = removeDuplicates(nums); // 调用

assert k == expectedNums.length;
for (int i = 0; i < k; i++) {
    assert nums[i] == expectedNums[i];
}

如果所有断言都通过，那么您的题解将被 通过。

双指针

这题同样可以使用双指针实现，因为题意说明数组是有序的，即重复的元素一定是相邻的。

我们定义 l、r两个指针，r指针指向当前需要处理的元素，l指针则指向要被覆盖的元素，即新数组的尾部。遍历数组，当r指针指向的元素与l指针指向元素不相等时，则将r指针指向的元素移动到l指针指向的数组下一位，并将l、r两个指针向后移动一位；否则只移动r指针。最后l+1即是新数组的长度。

class Solution {
public:
    int removeDuplicates(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        if(n == 0) return 0;
        int l = 0, r = 0;
        for(; r < n; r++) {
            if(nums[l] != nums[r]) {
                nums[++l] = nums[r];
            }
        }
        return l + 1;
    }
};

思考

1. 若给出的数组不是有序的呢？该如何实现

删除有序数组中的重复项 II

给你一个有序数组 nums ，请你 原地 删除重复出现的元素，使得出现次数超过两次的元素只出现两次 ，返回删除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须在 原地 修改输入数组 并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

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，不对实参做任何拷贝
int len = removeDuplicates(nums);

// 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]);
}

双指针

跟上一题一样，不同的是相同的元素可以保留两位。

同样可以使用双指针实现，只需要稍微改动一下。

首先，数组长度在2及2以下的都可以满足条件。对于超过2的，我们定义l、r两个指针，r指针指向当前需要处理的元素，l指针则指向要被覆盖的元素，即新数组的尾部。遍历数组，当r指针指向的元素与l-2指针指向的元素不相等时（刚好满足保留两位相同数的要求），则将r指针指向的元素移动到l指针指向的数组下标，并将l、r两个指针向后移动一位；否则只移动r指针。最后，新数组的长度为l，根据题意放回l即可。

class Solution {
public:
    int removeDuplicates(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        if (n <= 2) return n;
        int l = 2, r = 2;
        for(; r < n; r++) {
            if(nums[l - 2] != nums[r]) {
                nums[l++] = nums[r];
            }
        }
        return l;
    }
};