《算法通关村——双指针的妙用》

最新推荐文章于 2025-12-05 20:05:22 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-05 20:05:22 发布 · 73 阅读

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#算法

本期我们的双指针又和大家见面了。接下来的几篇文章里，我会持续输出关于数组中，双指针的运用，大家敬请期待~

那这一篇文章，主要我们来谈谈在数组元素删除中，双指针的运用。

LeetCode27. 移除元素https://leetcode.cn/problems/remove-element/

一、LeetCode27.移除元素

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。

一）方法一：快慢双指针

第一种方法思路很简单，效果也很好。

思路：定义fast和slow指针，fast遍历数组，数值与val相等时跳过，不相等时赋值给slow

slow的值刚好是新数组的长度，所以最后return slow；

上代码~

public static int removeElement(int[] nums, int val) {
    // 初始化慢指针（slow），表示有效元素的位置
    int slow = 0;

    // 使用快指针（fast）遍历整个数组
    for (int fast = 0; fast < nums.length; fast++) {
        // 如果快指针指向的元素不等于目标值 val
        if (nums[fast] != val) {
            // 将当前元素复制到慢指针指向的位置，并将慢指针后移
            nums[slow] = nums[fast];
            slow++;
        }
    }

    // 返回新数组的长度，即剩余元素的数量
    return slow;
}

二）方法二：对撞双指针

这个方法思路稍微难一丢丢，但我感觉代码有点难，因为很多特殊情况都包含了，只能说很巧妙，

我想不出这样的代码...形式跟快速排序有点像，大家也可以借鉴~

思路：定义left和right指针，left在数组首部，right在尾部，两指针向中间靠拢，核心思想是从右侧找到不是val的值来顶替左侧是val的值。（哎，我自己也解释不是很清楚，上代码，结合注释会好理解一些...）

public int removeElement(int[] nums, int val) {
    int right = nums.length - 1; // 初始化右指针，指向数组的最后一个元素
    int left = 0; // 初始化左指针，指向数组的第一个元素

    // 使用左右指针来处理数组元素
    for (left = 0; left <= right; ) {
        // 如果左指针指向的元素等于目标值 val，且右指针指向的元素不等于 val
        if ((nums[left] == val) && (nums[right] != val)) {
            // 交换左指针和右指针指向的元素
            int tmp = nums[left];
            nums[left] = nums[right];
            nums[right] = tmp;
        }
        
        // 如果左指针指向的元素不等于目标值 val，将左指针后移
        if (nums[left] != val) left++;
        
        // 如果右指针指向的元素等于目标值 val，将右指针前移
        if (nums[right] == val) right--;
    }

    // 返回左指针的位置，表示删除元素后的新数组长度
    return left;
}

仔细看过代码之后，会觉得真的很巧妙，很多特殊情况都包含进去了。

总结一个口诀：左相等右不等换，左不等加，右相等加。

LeetCode26. 删除有序数组中的重复项https://leetcode.cn/problems/remove-duplicates-from-sorted-array/

二、LeetCode26. 删除有序数组中的重复项

给你一个 非严格递增排列 的数组 nums ，请你原地删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持一致。然后返回 nums 中唯一元素的个数。

考虑 nums 的唯一元素的数量为 k ，你需要做以下事情确保你的题解可以被通过：

更改数组 nums ，使 nums 的前 k 个元素包含唯一元素，并按照它们最初在 nums 中出现的顺序排列。nums 的其余元素与 nums 的大小不重要。
返回 k 。

判题标准:

系统会用下面的代码来测试你的题解:

int[] nums = [...]; // 输入数组
int[] expectedNums = [...]; // 长度正确的期望答案

int k = removeDuplicates(nums); // 调用

assert k == expectedNums.length;
for (int i = 0; i < k; i++) {
    assert nums[i] == expectedNums[i];
}

如果所有断言都通过，那么您的题解将被通过。

示例 1：

输入：nums = [1,1,2]
输出：2, nums = [1,2,_]
解释：函数应该返回新的长度 2 ，并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2：

输入：nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4]
输出：5, nums = [0,1,2,3,4]
解释：函数应该返回新的长度 5 ， 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

和上面的快慢双指针思路一样，先上代码~

public static int removeDuplicates(int[] nums) {
    // slow 表示可以放入新元素的位置，索引为0的元素不用管
    int slow = 1;
    
    // 循环起到了快指针的作用
    for (int fast = 0; fast < nums.length; fast++) {
        // 如果快指针指向的元素不等于慢指针前一个位置的元素
        if (nums[fast] != nums[slow - 1]) {
            // 将当前元素复制到慢指针指向的位置，并将慢指针后移
            nums[slow] = nums[fast];
            slow++;
        }
    }
    
    // 返回新数组的长度，即删除重复元素后的长度
    return slow;
}

在这段代码中，nums[slow-1]的值就是val，slow指向的位置是要换元素的地方，fast指针仍然遍历数组。