27、移除元素--LeetCode

题目描述

给定一个数组nums和一个值val，你需要原地移除所有数值等于val的元素，返回移除后的数组的新长度。
不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用O(1)额外空间的条件下完成。
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：

给定nums = [3,2,2,3],val = 3,
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。

示例2：

给定nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2,
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。
注意这五个元素可以为任意顺序。
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]);
}

注意：
1、当遍历元素的时候逐个比较元素的时候，如果出现和给定的值相同的元素的时候是不能删除的，因为使用删除之后，列表的数目就会减小，之前计算的列表的长度就会出现变化，当再次运行的时候会出现溢出的现象（index out of range），例如：

class Solution:
    def removeElement(self, nums: List[int], val: int) -> int:
        if nums is None: return 0
        n = len(nums)
        i = 0
        for j in range(0,n):
            if nums[j] == val:
                # 不能使用删除,删除之后n的值会变化，出现溢出错误！
                del nums[j]
                i += 1
        return n-i

2、题目说明是原地修改，说明需要使用指针，对待元素的遍历，删除应该使用覆盖的方法。
思路1:下一个元素覆盖前一个元素,使用双指针
其实就是使用题目提示的一个信息，元素的顺序可以任意！
1、如果当前的传入的nums的值为空值，那么就返回0.
2、定义一个快指针一个慢指针j和i，慢指针记录覆盖的次数，就是最后数组的长度。
3、快指针覆盖慢指针的值：遍历出入来的数组，如果数组中当前值不等于传入的值val，那么就将快指针对应nums中的值覆盖掉慢指针对应的nums的值，同时慢指针递增1，否者快指针就迅速遍历取得下一个值，继续上面的步骤。
4、循环3，至结束，返回慢指针记录的值就是数组的长度。
时间复杂度O(n),假设数组的长度为n
空间复杂度O(1),仅仅使用两个指针
python3实现代码逻辑如下：

class Solution:
    def removeElement(self, nums: List[int], val: int) -> int:
        if nums is None: return 0
        n = len(nums)
        i = 0
        for j in range(0,n):
            if nums[j] != val :
                nums[i] = nums[j]
                i += 1
        return i

思路2：使用末尾的值向前覆盖，使用双指针
1、当传入的nums的值的长度为空值的时候，返回0
2、定义一个指向开头的指针并初始化j=0和一个指向数组末尾的指针n(n的值其实就是传入的数组的长度，先将n计算出来)
3、遍历数组nums，如果数组的第一个元素等于给定的val的时候，就将最后的元素覆盖到前面的值，控制最后的元素递减1，头指针不动，否则头指针向后移动一个元素，继续进行比较。
4、循环步骤3，直至结束
5、返回的租后长度n就是新的数组的长度。
时间复杂度：O(n),数组的长度最大为n。
空间复杂度：O(1),使用两个指针。
Java实现代码如下：

class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        int n = nums.length;
        for (int j = 0; j < n;) {
            if (nums[j] == val) {
                nums[j] = nums[n - 1];
                n--;
            } else {
                j++;
            }
        }
        return n;   
    }
}

注意：
当使用Python的时候，由于使用的for循环是一个迭代的对象，我们是不能像java一样可以直接在for循环里面抽出j++来进行控制的，因为for就是对对象进行迭代，不存在j++这种东西，所以我们需要换一个循环while来达到我们的目的：
使用Python3实现以上的算法逻辑如下：

class Solution:
    def removeElement(self, nums: List[int], val: int) -> int:
        if nums is None: return 0
        n = len(nums)
        j = 0
        while j >=0 and j <n:
            if nums[j] == val :
                nums[j] = nums[n-1]
                n -= 1
            else:
                j += 1
        return n