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第三十五天：移除元素

news 2025/9/26 13:45:49

移除元素：原地操作的双指针技巧

在处理数组相关题目时，"原地修改"是一个关键要求——这意味着我们必须在原数组上直接操作，而不能使用额外存储空间。

一、题目

给定一个数组 nums 和一个目标值 val，需要原地移除所有等于 val 的元素，然后返回“与 val 不同的元素的数量 k”。

额外要求：

数组的前 k 个元素必须是“不等于 val 的有效元素”（顺序可改变）。
无需关心数组中 k 之后的元素。

二、核心思路：双指针（快慢指针）

我们可以用两个“逻辑角色”的指针来完成操作：

慢指针 k：表示「下一个要放置**有效元素（不等于 val）**的位置」，同时也记录「当前已保留的有效元素个数」。
快指针 i：遍历整个数组，寻找「不等于 val 的元素」。

三、代码实现

class Solution {
public:int removeElement(vector<int>& nums, int val) {int k = 0; // 慢指针：记录有效元素个数 + 下一个有效元素的放置位置for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {if (nums[i] != val) { // 遇到有效元素（不等于 val）nums[k] = nums[i]; // 放到数组的前 k 位k++; // 有效元素数量 +1，更新下一个放置位置}}return k; // 返回有效元素的数量}
};

四、代码解析

初始化：设置 k = 0，表示当前有效元素个数为 0，下一个有效元素应放置在索引 0 的位置。
遍历数组：使用快指针 i 从数组首元素开始遍历。
元素处理：
- 当 nums[i] != val（遇到有效元素）：
  - 将 nums[i] 赋值到 nums[k] 位置（维护有效元素的前 k 位）
  - 递增 k（有效元素计数增加，同时更新下一个存放位置）
- 当 nums[i] == val（遇到待移除元素）：跳过处理，保持 k 不变
结果返回：最终 k 值即为数组中不等于 val 的元素数量，且数组前 k 个元素即为所有有效元素。

五、示例验证

以示例 1 为例，详细说明移除元素的过程：

输入数组：nums = [3,2,2,3]，需要移除的值 val = 3

完整遍历过程如下：

初始化阶段：
- 设定慢指针 k = 0 (表示有效元素的位置)
- 快指针 i 从 0 开始遍历整个数组
遍历过程：
- 第一轮循环 (i=0)：
  - 检查 nums[0] = 3
  - 与目标值 val=3 相等 → 需要移除
  - 保持 k=0，不进行赋值操作
  - 当前数组状态：[3,2,2,3]（未改变）
- 第二轮循环 (i=1)：
  - 检查 nums[1] = 2
  - 与目标值不相等 → 需要保留
  - 将 nums[1] 的值赋给 nums[k]（即 nums[0] = 2）
  - 递增 k=1
  - 数组变为：[2,2,2,3]
- 第三轮循环 (i=2)：
  - 检查 nums[2] = 2
  - 与目标值不相等 → 需要保留
  - 将 nums[2] 的值赋给 nums[k]（即 nums[1] = 2）
  - 递增 k=2
  - 数组变为：[2,2,2,3]
- 第四轮循环 (i=3)：
  - 检查 nums[3] = 3
  - 与目标值相等 → 需要移除
  - 保持 k=2，不进行赋值操作
  - 数组保持：[2,2,2,3]
最终结果：
- 返回的有效元素个数 k = 2
- 数组前 2 个元素为 [2,2]
- 虽然数组后面还有元素，但根据题目要求，只需保证前 k 个元素正确即可