LeetCode 27. Remove Element

本文解析LeetCode上的移除元素题目,提供两种高效算法,包括快慢指针法和反向思考法,详细解释每种方法的时间和空间复杂度。

题目描述(简单难度)

上一题类似,只不过这个是去除给定的值,看起来还更简单些。

例如给了 nums = [ 3, 2, 2, 3 ],val = 3, 然后我们返回 len = 2,并且 nums 修改为 [ 2, 2 ] 。

解法一

和上道题一样,我们利用快慢指针,此外我们还得用下反向的思维。快指针 fast 和慢指针 slow,一直移动 fast ,如果 fast 指向的值不等于给定的 val ,我们就将值赋给 slow 指向的位置,slow 后移一位。如果 fast 指向的值等于 val 了,此时 fast 后移一位就可以了,不做其他操作。

public int removeElement(int[] nums, int val) {
    int fast = 0;
    int slow = 0;
    while (fast < nums.length) {
        if (nums[fast] != val) {
            nums[slow  ] = nums[fast];
        }
        fast  ;
    }
    return slow;
}

时间复杂度:O(n)。

空间复杂度:O(1)。

解法二

参考给出的Soloution

上边的解法,我们是如果不等于 val 就赋值。但如果按题目的想法,应该是如果等于 val 就移除。我们从正方面去想,也就是等于 val 的话,我们怎么体现移除呢?

题目中有个说明我们没利用到,他告诉我们说 the order of those five elements can be arbitrary,就是说数组的顺序可以随便换,我们怎么充分利用呢?

我们可以这样,如果当前元素等于 val 了,我们就把它扔掉,然后将最后一个值赋值到当前位置,并且长度减去 1。什么意思呢?

比如 1 2 2 4 6,如果 val 等于 2 。那么当移动到 2 的时候,等于 val 了。我们就把最后一个位置的 6 赋值过来,长度减去 1 。就变成了 1 6 2 4。完美!达到了移除的效果。然后当又移动到新的 2 的时候,就把最后的 4 拿过来,变成 1 6 4,达到了移除的效果。看下代码吧。

public int removeElement(int[] nums, int val) {
    int i = 0;
    int n = nums.length;
    while (i < n) {
        if (nums[i] == val) {
            nums[i] = nums[n - 1]; 
            n--;
        } else {
            i  ;
        }
    }
    return n;
}

时间复杂度:同样是 O(n),但如果等于 val 的值比较少,解法二会更有效率些。比如 1 2 3 4,val = 2。解法一 while 循环中将调用 3 次赋值。而解法二中,仅仅当等于 val 的时候赋值 1 次。

空间复杂度:O(1)。

Solution 给出的想法让人耳目一新,对于移除的值少的情况,优化了不少。

更多详细通俗题解详见 leetcode.wang

### JavaScript 中数组的 removeElement 实现 在 JavaScript 里,没有原生的 `removeElement` 函数,但可自定义函数来实现从数组中移除元素的功能。比如,`addElement` 函数借助 `push` 方法把新值添加到数组末尾,`removeElement` 函数使用 `splice` 方法移除指定索引处的元素。示例代码如下: ```javascript function addElement(arr, value) { arr.push(value); return arr; } function removeElement(arr, index) { if (index > -1 && index < arr.length) { arr.splice(index, 1); } return arr; } let myArray = [1, 2, 3, 4, 5]; console.log(removeElement(myArray, 2)); // 移除索引为 2 的元素 ``` 上述代码中,`removeElement` 函数接收数组和索引作为参数,通过 `splice` 方法移除指定索引处的元素 [^1]。 ### Java 中 Vector 的 removeElement 方法 在 Java 里,`Vector` 类有 `removeElement` 方法,用于移除指定对象的首个出现项。示例代码如下: ```java import java.util.*; public class RemoveElementOfVector { public static void main(String[] args) { Vector<String> v = new Vector<String>(10); v.add("C"); v.add("C++"); v.add("JAVA"); v.add("C++"); v.add("JAVA"); System.out.println("v: " + v); v.removeElement("JAVA"); System.out.println("v.removeElement(JAVA): " + v); } } ``` 此代码定义了一个 `Vector` 对象,添加元素后,使用 `removeElement` 方法移除首个出现的 `"JAVA"` 元素 [^2]。 ### LeetCode 相关问题的 removeElement 实现 在 LeetCode 问题中,有移除数组中指定元素并返回新数组长度的需求。例如,在已排序数组里移除重复元素,或者移除指定元素。 以下是一个使用双指针方法实现移除指定元素的 Python 代码示例: ```python class Solution: def removeElement(self, A, elem): f = 0 while f != len(A): if A[f] == elem: A.pop(f) else: f += 1 return len(A) ``` 此代码通过遍历数组,若当前元素等于指定元素,则使用 `pop` 方法移除该元素,最终返回新数组的长度 [^4]。 ### 另一种双指针实现思路 另一种常见的实现思路是使用双指针,一个指针遍历数组,另一个指针记录新数组的位置。以下是 Java 代码示例: ```java public class Solution { public int removeElement(int[] A, int elem) { int len = A.length, j = 0; for (int i = 0; i < len; i++) { if (A[i] != elem) { A[j] = A[i]; j++; } } return j; } } ``` 此代码中,`i` 指针遍历数组,`j` 指针记录新数组的位置,若当前元素不等于指定元素,则将其赋值给 `j` 指针指向的位置,最后返回 `j` 作为新数组的长度 [^5]。
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