快慢指针除重优化：从「每日一题」22 题解看「O(1) 额外空间」如何从容应对数组重复项删除难题

对于初学者，我们通常会采用一个简单直接的方法来解决数组重复项删除问题：先使用额外的数组空间记录已经访问过的元素，然后遍历整个数组，当遇到已经访问过的元素时就跳过。这种方法虽然简单，但它需要额外的空间来记录访问过的元素，违反了「O(1) 额外空间」的限制。

那么，我们如何才能在「O(1) 额外空间」的限制下解决这个问题呢？

秘密武器——快慢指针！

快慢指针是一种常用的编程技巧，经常用于处理数组或链表中的元素。它利用两个指针，一个「慢指针」和一个「快指针」，「慢指针」每次移动一步，「快指针」每次移动两步。通过这种方式，可以快速地找到数组或链表中的重复元素。

在数组去重问题中，我们可以使用快慢指针来判断当前元素是否已经出现过。具体做法如下：

1. 将「慢指针」和「快指针」都初始化为数组的第一个元素。
2. 「快指针」每次移动两步，而「慢指针」每次移动一步。
3. 如果「快指针」指向的元素和「慢指针」指向的元素相等，则说明当前元素已经出现过，我们可以跳过这个元素，继续移动「快指针」和「慢指针」。
4. 如果「快指针」指向的元素和「慢指针」指向的元素不相等，则说明当前元素是第一次出现，我们可以将这个元素赋值给「慢指针」指向的元素，然后继续移动「快指针」和「慢指针」。

重复步骤 2、3、4，直到「快指针」到达数组的末尾。此时，数组中只包含不重复的元素，并且它们已经按顺序排列好了。

快慢指针算法的优点是它不需要额外的空间来记录访问过的元素，因此它满足了「O(1) 额外空间」的限制。同时，它的时间复杂度也是线性的，因此它的整体效率非常高。

「每日一题」22 题的解题代码如下：

class Solution {
    public int removeDuplicates(int[] nums) {
        if (nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        int slow = 0;
        int fast = 1;
        while (fast < nums.length) {
            if (nums[fast] != nums[slow]) {
                nums[++slow] = nums[fast];
            }
            fast++;
        }
        return slow + 1;
    }
}

通过使用快慢指针，我们可以高效地解决数组去重问题，并且满足「O(1) 额外空间」的限制。快慢指针算法的巧妙之处在于它利用了数组元素的顺序性，并通过两个指针的协作来快速地找到重复元素。如果您在学习编程或解决编程问题时遇到「O(1) 额外空间」的限制，请务必考虑使用快慢指针算法。它将成为您解决这类问题的有力工具！