27.移除元素

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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。

示例 1：

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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：

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

解题思路

这是一道经典的双指针题目，与删除重复项类似，但处理的是指定值的移除。

核心思想

  • 使用双指针，一个指针指向当前要填充的位置
  • 另一个指针遍历数组，跳过要移除的元素
  • 将不等于val的元素放到前面

方法一：双指针解法（推荐）

时间复杂度 O(n)、空间复杂度 O(1)

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/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} val
 * @return {number}
 */
var removeElement = function(nums, val) {
    let slow = 0; // 指向当前要填充的位置
    
    for (let fast = 0; fast < nums.length; fast++) {
        // 如果当前元素不等于val，将其放到slow位置
        if (nums[fast] !== val) {
            nums[slow] = nums[fast];
            slow++;
        }
    }
    
    return slow;
};

方法二：优化版本

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var removeElement = function(nums, val) {
    let i = 0;
    
    for (let j = 0; j < nums.length; j++) {
        if (nums[j] !== val) {
            nums[i] = nums[j];
            i++;
        }
    }
    
    return i;
};

方法三：交换法（保持相对顺序）

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var removeElement = function(nums, val) {
    let left = 0;
    let right = nums.length - 1;
    
    while (left <= right) {
        // 从左边找到等于val的元素
        while (left <= right && nums[left] !== val) {
            left++;
        }
        
        // 从右边找到不等于val的元素
        while (left <= right && nums[right] === val) {
            right--;
        }
        
        // 交换元素
        if (left < right) {
            [nums[left], nums[right]] = [nums[right], nums[left]];
        }
    }
    
    return left;
};

方法四：使用filter（不符合要求，但思路清晰）

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var removeElement = function(nums, val) {
    const filtered = nums.filter(num => num !== val);
    
    // 将结果复制回原数组
    for (let i = 0; i < filtered.length; i++) {
        nums[i] = filtered[i];
    }
    
    return filtered.length;
};

解题要点

  1. 原地操作：不能使用额外空间，必须原地修改数组
  2. 双指针技巧：使用快慢指针，快指针遍历，慢指针记录位置
  3. 边界处理：空数组和所有元素都等于val的情况
  4. 顺序问题：题目说明顺序可以改变

面试要点

  • 高频考点：这道题是面试中的高频题目
  • 原地操作：考察对数组原地操作的理解
  • 双指针应用：双指针的经典应用场景
  • 空间复杂度：要求O(1)空间复杂度

相关题目

扩展思考

  1. 为什么使用双指针？

    • 快指针遍历数组寻找不等于val的元素
    • 慢指针记录当前要填充的位置

  2. 时间复杂度分析

    • 只需要遍历一次数组：O(n)
    • 空间复杂度：O(1)

  3. 边界情况

    • 空数组：返回0
    • 所有元素都等于val：返回0
    • 没有元素等于val：返回原数组长度

  4. 算法正确性

    • 保证移除所有等于val的元素
    • 原地修改数组
    • 返回正确的长度

  5. 与删除重复项的区别

    • 删除重复项：比较相邻元素
    • 移除元素：与指定值比较

最后更新: 2021-09-07