leetcode中如何解决移除元素问题

发布时间:2022-01-17 13:33:49 作者:小新
来源:亿速云 阅读:121
# LeetCode中如何解决移除元素问题

## 引言

在算法学习与面试准备过程中,LeetCode是一个不可或缺的平台。其中,"移除元素"(Remove Element)作为数组操作类的基础题目,不仅考察了对数组结构的理解,更是双指针技巧的经典应用场景。本文将深入剖析该问题的多种解法,从暴力法到优化策略,逐步引导读者掌握解题思路与编码技巧。

---

## 问题描述

**题目编号**:27. Remove Element  
**难度**:Easy  
**链接**:https://leetcode.com/problems/remove-element/

给定一个整数数组 `nums` 和一个整数 `val`,要求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。必须使用 O(1) 的额外空间(即原地修改输入数组),且可以忽略新长度后面的元素。

**示例**:
```python
输入:nums = [3,2,2,3], val = 3
输出:2, nums = [2,2,...]  # 新长度后的元素不重要

输入:nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出:5, nums = [0,1,3,0,4,...]

解法一:暴力解法(不推荐)

思路分析

最直观的方法是遍历数组,每当遇到目标值 val 时,将其后的所有元素向前移动一位。这种方法虽然简单,但时间复杂度较高。

代码实现

def removeElement(nums, val):
    i = 0
    length = len(nums)
    while i < length:
        if nums[i] == val:
            # 将后续元素整体前移
            for j in range(i + 1, length):
                nums[j - 1] = nums[j]
            length -= 1  # 数组长度减1
            i -= 1       # 因为前移后当前位置可能有新元素需要检查
        i += 1
    return length

复杂度分析


解法二:双指针(快慢指针)

思路分析

通过快慢指针(Fast-Slow Pointer)优化: - 慢指针 slow:指向下一个待填充的位置。 - 快指针 fast:遍历数组,寻找非 val 元素。

fast 遇到非 val 值时,将其复制到 slow 位置,并移动两个指针;否则仅移动 fast

代码实现

def removeElement(nums, val):
    slow = 0
    for fast in range(len(nums)):
        if nums[fast] != val:
            nums[slow] = nums[fast]
            slow += 1
    return slow

复杂度分析

示例演示

nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2 为例:

fast=0: nums[0]=0 ≠2 → nums[0]=0, slow=1
fast=1: nums[1]=1 ≠2 → nums[1]=1, slow=2
fast=2: nums[2]=2 → 跳过
fast=3: nums[3]=2 → 跳过
fast=4: nums[4]=3 ≠2 → nums[2]=3, slow=3
...
最终返回 slow=5,nums=[0,1,3,0,4,...]

解法三:双指针优化(前后指针)

适用场景

当待移除元素较少时(如 val 只出现在数组开头),解法二中仍会进行不必要的复制。此时可采用前后指针(头尾交换法)减少操作次数。

思路分析

代码实现

def removeElement(nums, val):
    left, right = 0, len(nums) - 1
    while left <= right:
        if nums[left] == val:
            nums[left] = nums[right]  # 交换可简化为直接覆盖
            right -= 1
        else:
            left += 1
    return left

复杂度分析

注意事项


解法对比与选择

解法 时间复杂度 空间复杂度 是否保持顺序 适用场景
暴力法 O(n²) O(1) 教学理解,实际不推荐
快慢双指针 O(n) O(1) 通用最优解
前后双指针 O(n) O(1) val 较少且无需保序时

边界条件与测试用例

常见边界情况

  1. 空数组 []
  2. 数组全为 val,如 [2,2,2], val=2
  3. 数组无 val,如 [1,3,4], val=2
  4. val 在首尾或连续出现。

测试用例示例

assert removeElement([], 3) == 0
assert removeElement([2,2,2], 2) == 0
assert removeElement([1,3,4], 2) == 3
assert removeElement([3,1,3,3,2], 3) == 2

扩展思考

相似题目

  1. 26. 删除有序数组中的重复项:快慢指针的变体。
  2. 283. 移动零:将零移到末尾,等价于移除零后补零。
  3. 844. 比较含退格的字符串:双指针模拟退格操作。

实际应用


总结

“移除元素”问题通过双指针技巧将时间复杂度从 O(n²) 优化至 O(n),是算法学习中”以空间换时间”思想的经典体现。掌握快慢指针与前后指针的适用场景,能有效解决同类数组操作问题。建议读者在理解基础上,尝试自行编写代码并通过LeetCode测试,加深对指针移动的理解。

”`

文章字数:约2250字(含代码与格式)
提示:实际使用时可根据需要调整代码注释或示例的详细程度。

推荐阅读:
  1. leetcode--移除元素
  2. html怎么移除元素

免责声明:本站发布的内容(图片、视频和文字)以原创、转载和分享为主,文章观点不代表本网站立场,如果涉及侵权请联系站长邮箱:is@yisu.com进行举报,并提供相关证据,一经查实,将立刻删除涉嫌侵权内容。

leetcode

上一篇:怎么用python画个奥运五环

下一篇:原生js怎么实现下拉刷新和上拉加载更多

相关阅读

您好,登录后才能下订单哦!

密码登录
登录注册
其他方式登录
点击 登录注册 即表示同意《亿速云用户服务条款》