Leetcode数据结构算法题原地移除元素（顺序表练习题）

Posted 2022-01-27 大家好我叫张同学

题目内容：

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。

leetcode题目链接（点击即可跳转）：

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思路分析

①看完了题目，我们首先来理解一下题目的含义。
这个题目其实就算是说，有一个数组，而且还是一个整型数组，数组里面有一堆数字。然后给你一个特定的数字，这个数字有可能在数组里面找不到，也有可能找得到，如果能找到，就需要将数组里面中和这个数字相同的元素全部删除掉，最后得到一个新的数组。
题目里面说了“原地”，可能我们暂时并不理解“原地”是什么意思，我们可以先不管。为了解决上面说的“删除数组所有特定值”的这个问题，可以采取哪些方法呢？（先思考一下再进行往下看哦！）

是的，我们可以先创建一个临时数组，大小可以和原数组大小一样，然后将原数组中不为特定值的元素（也就是 值 ≠ val）挪到临时数组中，跳过是特定值的元素（值 = val），最后将临时数组中的元素拷贝回原数组，即可解决这个问题。图解如下：

这种方法相信大部分同学都可以想到，但是这个方法有一个很明显的缺陷—当原数组很大的时候，比如说原数组有10万个数据，那么就需要开辟一个可以存10万个数据的临时数组。并且这个临时数组的大小还需要根据原数组的大小不停的变动，在实际中，这种方法很不实用（呆呆的，就是有点呆）。
那么能不能不需要创建临时数组就解决这个问题呢？
（额，既然我都问了，那肯定是有的）

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方法一：元素覆盖法（有坑！）

我们可以借鉴顺序表的头删（或者中间任意位置删除）的操作—用后面的元素覆盖前面的元素实现数据的删除。

相关文章：
【数据结构学习笔记】二、线性表—顺序表篇（1）（画图详解+代码实现）

函数接口实现：

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val)
    //首先判断数组是否为空
    if(numsSize == 0)
      return 0;
    int i = 0;//用来遍历数组元素
    int end = numsSize - 1;//用来记录最后一个元素的下标
    while(i <= end)
        //注意对最后一个元素的处理
        if(nums[i] == val)
            //从前往后依次覆盖
            for(int j = i;j < end; j++)
                nums[j]=nums[j+1];
            
            //覆盖后数组长度-1
            end--;
        
    
    //此时新数组的长度是end+1
    return end+1;

当我们写完这段代码的时候，可能会欣喜若狂，实际上去测试的时候，却会嚎啕大哭，因为这段代码可能连测试案例都通过不了QAQ，Orz（跪了！）纳尼，怎么回事？？小朋友，是不是有很多问号？？？

测试案例通过不了的原因是“超出时间限制”，也就是耗时太多了，时间复杂度没有达到要求，假设问题规模为n（也就是原数组的长度为n），那么上面这段代码的时间复杂度为O(n^2)（n的平方的效率）。
时间复杂度、空间复杂度相关文章：
【数据结构学习笔记】一、数据结构介绍及算法分析（新手入门进阶指南）
然后我又悄悄回到 leetcode做题页面，重新审题，看有没有时间复杂度的限制要求，结果发现题目本身并没有对时间复杂度有任何要求，只要求了空间复杂度为O（1）（也就是原地起飞）。。。（坑爹啊！）

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方法二：虚拟数组法（正确的方法）

既然元素覆盖的方法在 leetcode无法通过测试（虽然这种方法本身没有任何问题，自己在VS中写的测试用例也能通过），作为一名合格的编程学习者，自然要寻找另外一种更高效的方法。我们一开始谈到了临时数组法来处理这个问题，但是因为不满足空间复杂度O（1）的要求，所以没有采纳这种方法。但实际上这种方法的基本思想是正确的，将值非val的元素保留到数组中，值为val的元素丢弃掉。根据这种思想，我们可以想出虚拟数组的方式，也就是假设有一个临时数组，但是这个临时数组又不需要我们真正去开辟出来，而是借用原来的数组本身来实现临时数组的功能！（Nb，666，厉害了！！！）
算法图解：

函数接口实现：

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val)
    //首先判断数组长度是否为0
    if(numsSize == 0)
       return 0;
    int src = 0;
    int dest = 0;
    while(src < numsSize)
        if(nums[src] != val)
            nums[dest++] = nums[src++];//保留给dest的同时，同时向后移动
        
        else
            src++;
        
    
    return dest;//此时数组的长度就是dest,dest是指向下个元素的下标

倒腾了半天，终于成功的解决了这个问题，赶紧打开音乐播放器，播放“开心的锣鼓敲出年年的喜庆~ …今天是个好日子，心想的事情都能成~”