LeetCode刷题：数组快慢指针法

水深无声 2023-10-01 12:18 24阅读 0赞

快慢指针法指的就是操作数组、链表及字符串等使用两个起点相同但前进步数不同的指针。相对于利用多次循环解决问题，快慢指针法的时间复杂度较低，执行效率高。对于快慢指针法根据题目可供调整的无非就为两点：

1.  起点
2.  前进步数

快慢指针法起点位置的选择通常是采取一个 **if else** 语句进行判断，而在未达到正确起点位置时，两个指针的前进步数将保持一致。而实现快慢指针前进步数不一致移动的方法通常是采取一个 **for** 循环进行移动指针，注意越界问题。此处 for 循环迭代有两种方案：

1.  既可以设置快慢指针的步数一致，再在 if 判断成功后进行调整步数，
2.  也可以仅仅设置快指针的迭代，再 if 里设置慢指针的迭代，判断失败则慢指针不前进，从而实现两者步数调整

在对于基本的快慢指针的框架有所认知之后，即前置双指针的值一致，再使用一个 **for** 循环在未达到正确起点位置前进行快慢指针的同时移动且为相同步数，在达到正确起点时，将快指针的前进步数调整为大于慢指针即可，我们将来对于一道简单的 LeetCode 题目进行练习。

### 数组元素移除 ###

题目链接：[27.移除元素][27.]

#### 题目描述 ####

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 ： ####

##### 示例一 #####

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 二： #####

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。

#### 提示： ####

*  0 <= nums.length <= 100
 *  0 <= nums\[i\] <= 50
 *  0 <= val <= 100

#### 题目分析 ####

简单介绍一下题目，输入一个数组以及目标值，对数组内符合目标值的值删除即可。由于数组空间连续，只能采用删除目标值后的元素一一前移，完成删除。如果不使用快慢指针法，而是使用双层 for 循环进行暴力循环删除的话，对应的时间复杂度将会是 **O(n2)**，执行效率较低，但仍能解决问题。快慢指针法思路如下：

1.  定义两个指针变量，起始值皆为 0
2.  嵌套一个 for 循环实现指针移动，设置快指针迭代
3.  进行指针起点判断：如果非目标值，快指针与慢指针所指向的元素交换
4.  完成数组循环，返回慢指针即可

程序代码如下：

class Solution {
        
        public int removeElement(int[] nums, int val) {
        
            int fastIndex = 0;
            int slowIndex;
            for (slowIndex = 0; fastIndex < nums.length; fastIndex++) {
        
                if (nums[fastIndex] != val) {
        
                    nums[slowIndex] = nums[fastIndex];
                    slowIndex++;
                }
            }
            return slowIndex;
        }
    }

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[27.]: https://leetcode-cn.com/problems/remove-element/
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