力扣(LeetCode) 27: 移除元素 - 解法思路

问题概述

给定一个数组和一个值，原地删除所有等于该值的元素。返回不等于该值的元素数量。

解法 1：双指针（推荐）

工作原理

使用两个指针：一个（k）跟踪下一个非 val 元素的位置，另一个（i）遍历数组。将非 val 元素复制到前面：

class Solution:
    def removeElement(self, nums, val):
        k = 0
        for i in range(len(nums)):
            if nums[i] != val:
                nums[k] = nums[i]
                k += 1
        return k

复杂度分析

• 时间复杂度: O(n) - 单次遍历数组
• 空间复杂度: O(1) - 只使用常数额外空间

何时使用

• 推荐 - 标准方法，保持相对顺序
• 简单直观
• 适用于所有情况

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解法 2：双指针交换

工作原理

从两端使用两个指针。当找到 val 时，将其与最后一个元素交换并减小数组大小。当 val 很少时，这避免了复制：

class Solution:
    def removeElement(self, nums, val):
        i = 0
        n = len(nums)
        
        while i < n:
            if nums[i] == val:
                nums[i] = nums[n - 1]
                n -= 1
            else:
                i += 1
        
        return n

复杂度分析

• 时间复杂度: O(n) - 每个元素最多访问两次
• 空间复杂度: O(1) - 只使用常数额外空间

何时使用

• 当 val 很少时（出现次数少）
• 顺序不重要（交换元素）
• 在某些情况下由于赋值更少而稍快

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对比

方法	时间	空间	最佳适用
双指针	O(n)	O(1)	大多数情况，保持顺序
双指针交换	O(n)	O(1)	当 val 很少时，顺序不重要

总结

标准的双指针方法在大多数情况下是推荐的，因为它保持了元素的相对顺序。当要删除的值很少时，交换方法可能更快，但它会改变剩余元素的顺序。两种解决方案都具有 O(n) 时间和 O(1) 空间复杂度。