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LeetCode 移除元素＆移动零

2022-07-28 11:49:00 【.DoubleBean.】

题目地址(27. 移除元素)

https://leetcode-cn.com/problems/remove-element/

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。
 
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，不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);

// 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]);
}

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

暴力解法：两层for循环

// 时间复杂度: O(N^2)
// 空间复杂度: O(1)
class Solution {
    
public:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
    
        int len = nums.size();
        for(int i=0; i<len; i++){
    
            if(nums[i] == val){
     //找到需要移除的元素，就将数组集体向前移动一位
                for(int j=i+1; j<len; j++)
                    nums[j-1] = nums[j];
                i--; //因为下标i以后的数值都向前移动了一位
                len--; //此时数组的大小-1
            }
        }
        return len;
    }
};

申请一个额外的动态数组
申请一个额外的动态数组，遍历nums数组时，将不等于val的值拷贝到动态数组中
之后把动态数组内容拷贝回nums数组，返回nums.size()即可

// 时间复杂度: O(N)
// 空间复杂度: O(N)
class Solution {
    
public:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
    
        int len = nums.size();
        vector<int> data;
        for(int i=0; i<len; i++){
    
            if(nums[i] != val)
                data.push_back(nums[i]);
        }
        nums.assign(data.begin(), data.end()); // nums = data;
        return nums.size();
    }
};

前两种方法虽然都能通过，但不符合题目的O(1)额外空间这一条件。
双指针法(快慢指针法)
[通过一个快指针和慢指针在一个for循环下实现两个for循环工作]

// 时间复杂度: O(N)
// 空间复杂度: O(1)
class Solution {
    
public:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
    
        int slowindex = 0, len = nums.size();
        for(int quickindex=0;quickindex<len;quickindex++){
    
            if(nums[quickindex] != val)
                nums[slowindex++] = nums[quickindex];
        }
        return slowindex;
    }
};

官方题解
当num=[4，1，2，3，5]，val=4，似乎没有必要将 [1，2，3，5] 这几个元素左移一步，因为问题描述中提到元素的顺序可以更改，那么将4与数组末尾的5互换，然后len-=1，就相当于把4删除了

当我们遇到 nums[i] = val 时，我们可以将当前元素与最后一个元素进行交换，并释放最>后一个元素。这实际上使数组的大小减少了 1
请注意，被交换的最后一个元素可能是您想要移除的值。但是不要担心，在下一次迭代中，我们仍然会检查这个元素。

// 时间复杂度: O(N)
// 空间复杂度: O(1)
class Solution {
    
public:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
    
        int len = nums.size(), i = 0;
        while(i<len){
    
            if(nums[i] == val){
    
                nums[i] = nums[len-1];
                len--;
            }
            else
                i++;
        }
        return len;
    }
};

题目地址(283. 移动零)

https://leetcode-cn.com/problems/move-zeroes/

题目描述

给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。

示例:

  输入: [0,1,0,3,12]
  输出: [1,3,12,0,0]

说明:

  必须在原数组上操作，不能拷贝额外的数组。
  尽量减少操作次数。

两次遍历
在这里插入图片描述

//时间复杂度:O(N)
//空间复杂度:O(1)
class Solution {
    
public:
    void moveZeroes(vector<int>& nums) {
    
        int slowindex = 0, len = nums.size();
        //第一次遍历时,将非0元素统统都赋给nums
        for(int quickindex=0; quickindex<len; quickindex++){
    
            if(nums[quickindex] != 0)
                nums[slowindex++] = nums[quickindex];
        }
        //非0统计完，剩下都是0了,把末尾的元素全都赋给0即可
        while(slowindex<len)
            nums[slowindex++] = 0;
    }
};

提示：与移除元素的快慢指针题解进行比较

一次遍历
参考快排的思想(这思路实在是太妙了)，将0作为基准数，把不等于0的数 nums[i] != 0 放在基准数左边，等于0的 nums[i] == 0 放在其右边
在这里插入图片描述

//时间复杂度:O(N)
//空间复杂度:O(1)
class Solution {
    
public:
    void moveZeroes(vector<int>& nums) {
    
        //两个指针i和j
        int j = 0, len = nums.size();
        for(int i=0; i<len; i++){
    
            if(nums[i] != 0){
    
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[j];
                nums[j++] = temp;
            }
        }
    }
};

优化下代码

//时间复杂度:O(N)
//空间复杂度:O(1)
class Solution {
    
public:
    void moveZeroes(vector<int>& nums) {
    
        int j = 0, len = nums.size();
        for(int i=0; i<len; i++){
    
            if(nums[i] != 0){
    
                if(i>j){
    
                    nums[j] = nums[i];
                    nums[i] = 0;
                }
                j++; //这一步不能漏掉 
            }
        }
    }
};