Leetcode - 面试经典 150 题 - 移除元素

题目：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。元素的顺序可能发生改变。然后返回nums中与val不同的元素的数量。

假设nums中不等于val的元素数量为k，要通过此题，您需要执行：更改nums数组，使nums的前k个元素包含不等于val的元素。nums的其余元素和nums的大小并不重要，返回k。

用户评测：
评测机将使用以下代码测试您的解决方案,如果所有的断言都通过，你的解决方案将会通过。

int[] nums = [...]; // 输入数组
int val = ...; // 要移除的值
int[] expectedNums = [...]; // 长度正确的预期答案。
                            // 它以不等于 val 的值排序。

int k = removeElement(nums, val); // 调用你的实现

assert k == expectedNums.length;
sort(nums, 0, k); // 排序 nums 的前 k 个元素
for (int i = 0; i < actualLength; i++) {
    assert nums[i] == expectedNums[i];
}

示例 1：

输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2,,]
解释：你的函数函数应该返回 k = 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。
你在返回的 k 个元素之外留下了什么并不重要（因此它们并不计入评测）。

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：你的函数应该返回 k = 5，并且 nums 中的前五个元素为 0,0,1,3,4。
注意这五个元素可以任意顺序返回。
你在返回的 k 个元素之外留下了什么并不重要（因此它们并不计入评测）。

提示：

0 <= nums.length <= 100
0 <= nums[i] <= 50
0 <= val <= 100

题解

双指针

思路

把后面 n - k 个元素空间看作 rubbish 空间，利用一个 rubbish_ptr 维护，其中是什么无所谓，因此只需要从数组开头开始扫描，当遇到 val 时，用当前垃圾空间内的可能有效的元素覆盖掉扫描到的要被删除的元素即可，最后在扫描到垃圾空间时结束，同时当前的扫描指针刚好就是剩余元素的个数。

实现

class Solution:
    def removeElement(self, nums: List[int], val: int) -> int:
        rubbish_ptr = len(nums) - 1
        scan_ptr = 0

        while scan_ptr <= rubbish_ptr:
            if nums[scan_ptr] == val:
                nums[scan_ptr] = nums[rubbish_ptr]
                rubbish_ptr -= 1
            else:
                scan_ptr += 1
        
        return scan_ptr

复杂度

• 时间复杂度：只需要遍历一次整个数组即可，复杂度为 O(n)；
• 空间复杂度：无需任何额外空间，复杂度为 O(1)。

官方题解中，给出了一种两个指针都从开头开始遍历的方式，但是会导致很多无用的赋值操作，个人认为并不好，不在此赘述。