LeetCode 数组专题 2：一些关于数组的问题

例题1：LeetCode 第 283 题：移动零

传送门：英文网址：283. Move Zeroes ，中文网址：283. 移动零 。

给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。

示例:

输入: [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]

说明:

1. 必须在原数组上操作，不能拷贝额外的数组。
2. 尽量减少操作次数。

思路：循环过程中，保持 [0, j) 这个区间中的元素非零，遍历一次就能够达到题目的要求。

时间复杂度：；空间复杂度：。

Python 代码：

class Solution:

    # 给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。
    # 快速排序的方法，最简单，最直接

    def moveZeroes(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: void Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """

        # 循环不变量保持 [0, j） 保持都非 0，
        # [j, len-1] 为 0
        # j 表示下一个非零元素的位置
        j = 0

        for i in range(len(nums)):
            # 遇到 0 放过，不是 0 的交换到前面去
            if nums[i] != 0:
                nums[j], nums[i] = nums[i], nums[j]
                j += 1


if __name__ == "__main__":
    s = Solution()
    nums = [0, 1, 0, 3, 12]
    s.moveZeroes(nums)
    print(nums)

练习1：LeetCode 第 27 题：移动元素

传送门：英文网址：27. Remove Element ，中文网址：27. 移除元素 。

给定一个数组 nums 和一个值 val，你需要原地移除所有数值等于 val 的元素，返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

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。

示例 1:

给定 nums = [3,2,2,3], val = 3,

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。

示例 2:

给定 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2,

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。

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]);
}

思路：设置一个指针 j，遍历过程中遇到要删除的元素，跳到下一个，遇到保留元素，j 位置赋值，并且 j 索引 + 1，最后不要忘记遍历完成以后，删除索引 j 后面的所有元素。

Python 代码：

class Solution:
    def removeElement(self, nums, val):
        """
        :type nums: List[int]
        :type val: int
        :rtype: int
        """

        size = len(nums)
        if size == 0:
            return 0

        j = 0
        for i in range(size):
            if nums[i] != val:
                nums[j] = nums[i]
                j += 1
        return j

练习2：LeetCode 第 26 题：删除排序数组中的重复项

传送门：英文网址：26. Remove Duplicates from Sorted Array ，中文网址：26. 删除排序数组中的重复项 。

给定一个排序数组，你需要在原地删除重复出现的元素，使得每个元素只出现一次，返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

示例 1:

给定数组 nums = [1,1,2], 

函数应该返回新的长度 2, 并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2。 

你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2:

给定 nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4],

函数应该返回新的长度 5, 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4。

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，不对实参做任何拷贝
int len = removeDuplicates(nums);

// 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]);
}

思路：注意到排序数组这个条件。并且应该注意到一些特殊的测试用例，例如 nums = [] 的时候。注意，题目要求返回新数组的长度。

Python 代码：

class Solution:
    def removeDuplicates(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: int
        """
        size = len(nums)
        # 只要有重复的元素覆盖就可以了
        if size == 0:
            return 0
        # 接下来要赋值的那个元素
        j = 0
        for i in range(1, size):
            if nums[i] != nums[j]:
                j += 1
                nums[j] = nums[i]
        return j + 1

练习3：LeetCode 第 80 题 ：删除排序数组中的重复项 II

传送门：英文网址：80. Remove Duplicates from Sorted Array II ，中文网址：80. 删除排序数组中的重复项 II 。

给定一个排序数组，你需要在原地删除重复出现的元素，使得每个元素最多出现两次，返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

示例 1:

给定 nums = [1,1,1,2,2,3],

函数应返回新长度 length = 5, 并且原数组的前五个元素被修改为 1, 1, 2, 2, 3 。

你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2:

给定 nums = [0,0,1,1,1,1,2,3,3],

函数应返回新长度 length = 7, 并且原数组的前五个元素被修改为 0, 0, 1, 1, 2, 3, 3 。

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，不对实参做任何拷贝
int len = removeDuplicates(nums);

// 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]);
}

思路1：删除重复的元素，要求重复的元素至多保留两个。利用排序数组这个条件。设置一个额外的 current_num 用于比较就可以了。同样要注意到 nums = [] 的情况。

这道题调试了很久，最终还是独立解出来了，主要是忽略了一个细节，在重复次数为 的时候，挪动指针位置的时候，同时也要赋值，刚开始做的时候我忘记赋值了。

Python 代码：第 1 次作答

class Solution:
    # 重复元素至多保留 2 个

    def removeDuplicates(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: int
        """

        if len(nums) == 0:
            return 0

        j = 1  # j 始终保存着下一个要更新的元素的索引
        current_num = nums[0]
        duplicates_times = 0
        for i in range(1, len(nums)):
            if nums[i] == current_num:
                duplicates_times += 1
                if duplicates_times == 1:
                    # 这一步赋值是非常关键的
                    nums[j] = current_num
                    j += 1
            if nums[i] > current_num:
                current_num = nums[i]
                duplicates_times = 0
                nums[j] = nums[i]
                j += 1
        return j

思路2：使用一个 counter 变量向前“数”，这个写法把它记住就好。关键之处： counter 变量控制着新数组的写入，counter 指向着下一个要写入的元素的索引，它也代表了新数组的个数 。

例如：nums = [0,0,1,1,1,1,2,3,3]。

LeetCode 第 80 题 ：删除排序数组中的重复项 II

Python 代码：在理解的基础上记住下面这个写法

class Solution(object):
    def removeDuplicates(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: int
        """
        l = len(nums)
        if l <= 2:
            return l
        counter = 2
        for i in range(2, l):
            if nums[i] != nums[counter - 2]:
                nums[counter] = nums[i]
                counter += 1
        return counter

（本节完）