双指针法高效移除LeetCode数组元素，解析快慢指针和对撞指针

2023-12-24 02:21:12

深度解析LeetCode数组元素移除之双指针法

概述

在LeetCode中，数组元素移除操作是一个常见的题型，需要移除满足特定条件的元素。对于这类题目，双指针法是一种高效且常用的解决方法。双指针法利用两个指针在数组中移动，并根据特定条件来调整指针的位置，从而实现元素移除。双指针法分为两种主要类型：快慢指针和对撞指针，它们在不同场景下具有各自的优势。

快慢指针法

快慢指针法适用于需要移除连续元素的场景。该方法使用两个指针，一个指针（快指针）以比另一个指针（慢指针）更快的速度移动。快指针用于查找满足移除条件的元素，而慢指针用于标记满足移除条件的元素的位置。当快指针找到满足移除条件的元素时，慢指针将移动到该位置，并覆盖该元素。这样，快指针继续移动，寻找下一个满足移除条件的元素，而慢指针则不断覆盖满足移除条件的元素，从而实现连续元素的移除。

对撞指针法

对撞指针法适用于需要移除非连续元素的场景。该方法使用两个指针，分别从数组的两端向中间移动。当两个指针相遇时，表示已经遍历了整个数组。在移动过程中，如果遇到满足移除条件的元素，则直接将其移除。对撞指针法可以有效地移除非连续元素，并避免了额外空间的开销。

LeetCode题解

为了更好地理解双指针法在LeetCode中的应用，我们以一道具体题目为例进行解析：

题目：移除元素

给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请移除数组 nums 中所有等于 target 的元素，并返回移除后的数组。

示例 1：

输入：nums = [3,2,2,3], target = 3
输出：[2,2]

示例 2：

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], target = 2
输出：[0,1,3,0,4]

解题思路：

我们可以使用快慢指针法来解决此题。具体步骤如下：

初始化两个指针，fast 指针指向数组的开头，slow 指针指向数组的第一个元素。
当 fast 指针指向的元素等于 target 时，将 slow 指针指向 fast 指针的下一个元素，然后将 fast 指针指向 fast 指针的下一个元素。
当 fast 指针指向数组的最后一个元素时，停止循环。
返回 slow 指针指向的数组部分。

def removeElement(nums, target):
    """
    :type nums: List[int]
    :type target: int
    :rtype: int
    """
    slow = 0
    for fast in range(len(nums)):
        if nums[fast] != target:
            nums[slow] = nums[fast]
            slow += 1
    return slow