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【Leetcode資料結構演算法題】原地移除元素(順序表練習題)

2021-12-31 09:23:58 其他

題目內容:

給你一個陣列 nums 和一個值 val,你需要 原地 移除所有數值等于 val 的元素,并回傳移除后陣列的新長度,
不要使用額外的陣列空間,你必須僅使用 O(1) 額外空間并原地修改輸入陣列,
元素的順序可以改變,你不需要考慮陣列中超出新長度后面的元素,

在這里插入圖片描述

leetcode題目鏈接(點擊即可跳轉):


思路分析

①看完了題目,我們首先來理解一下題目的含義,
這個題目其實就算是說,有一個陣列,而且還是一個整型陣列,陣列里面有一堆數字,然后給你一個特定的數字,這個數字有可能在陣列里面找不到,也有可能找得到,如果能找到,就需要將陣列里面中和這個數字相同的元素全部洗掉掉,最后得到一個新的陣列,
題目里面說了“原地”,可能我們暫時并不理解“原地”是什么意思,我們可以先不管,為了解決上面說的“洗掉陣列所有特定值”的這個問題,可以采取哪些方法呢?(先思考一下再進行往下看哦!)

是的,我們可以先創建一個臨時陣列,大小可以和原陣列大小一樣,然后將原陣列中不為特定值的元素(也就是 值 ≠ val)挪到臨時陣列中,跳過是特定值的元素(值 = val),最后將臨時陣列中的元素拷貝回原陣列,即可解決這個問題,圖解如下:
在這里插入圖片描述
這種方法相信大部分同學都可以想到,但是這個方法有一個很明顯的缺陷—當原陣列很大的時候,比如說原陣列有10萬個資料,那么就需要開辟一個可以存10萬個資料的臨時陣列,并且這個臨時陣列的大小還需要根據原陣列的大小不停的變動,在實際中,這種方法很不實用(呆呆的,就是有點呆),
那么能不能不需要創建臨時陣列就解決這個問題呢?
(額,既然我都問了,那肯定是有的)


方法一:元素覆寫法(有坑!)

我們可以借鑒順序表的頭刪(或者中間任意位置洗掉)的操作—用后面的元素覆寫前面的元素實作資料的洗掉,
在這里插入圖片描述
相關文章:
【資料結構學習筆記】二、線性表—順序表篇(1)(畫圖詳解+代碼實作)
在這里插入圖片描述

函式介面實作:

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val){
    //首先判斷陣列是否為空
    if(numsSize == 0)
      return 0;
    int i = 0;//用來遍歷陣列元素
    int end = numsSize - 1;//用來記錄最后一個元素的下標
    while(i <= end){
        //注意對最后一個元素的處理
        if(nums[i] == val){
            //從前往后依次覆寫
            for(int j = i;j < end; j++){
                nums[j]=nums[j+1];
            }
            //覆寫后陣列長度-1
            end--;
        }
    }
    //此時新陣列的長度是end+1
    return end+1;
}

當我們寫完這段代碼的時候,可能會欣喜若狂,實際上去測驗的時候,卻會嚎啕大哭,因為這段代碼可能連測驗案例都通過不了QAQ,Orz(跪了!)納尼,怎么回事??小朋友,是不是有很多問號???
在這里插入圖片描述
測驗案例通過不了的原因是“超出時間限制”,也就是耗時太多了,時間復雜度沒有達到要求,假設問題規模為n(也就是原陣列的長度為n),那么上面這段代碼的時間復雜度為O(n^2)(n的平方的效率),
時間復雜度、空間復雜度相關文章:
【資料結構學習筆記】一、資料結構介紹及演算法分析(新手入門進階指南)
然后我又悄悄回到 leetcode做題頁面,重新審題,看有沒有時間復雜度的限制要求,結果發現題目本身并沒有對時間復雜度有任何要求,只要求了空間復雜度為O(1)(也就是原地起飛),,,(坑爹啊!)


方法二:虛擬陣列法(正確的方法)

既然元素覆寫的方法在 leetcode無法通過測驗(雖然這種方法本身沒有任何問題,自己在VS中寫的測驗用例也能通過),作為一名合格的編程學習者,自然要尋找另外一種更高效的方法,我們一開始談到了臨時陣列法來處理這個問題,但是因為不滿足空間復雜度O(1)的要求,所以沒有采納這種方法,但實際上這種方法的基本思想是正確的,將值非val的元素保留到陣列中,值為val的元素丟棄掉,根據這種思想,我們可以想出虛擬陣列的方式,也就是假設有一個臨時陣列,但是這個臨時陣列又不需要我們真正去開辟出來,而是借用原來的陣列本身來實作臨時陣列的功能!(Nb,666,厲害了!!!)
演算法圖解:
在這里插入圖片描述

函式介面實作:

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val){
    //首先判斷陣列長度是否為0
    if(numsSize == 0)
       return 0;
    int src = 0;
    int dest = 0;
    while(src < numsSize){
        if(nums[src] != val){
            nums[dest++] = nums[src++];//保留給dest的同時,同時向后移動
        }
        else{
            src++;
        }
    }
    return dest;//此時陣列的長度就是dest,dest是指向下個元素的下標
}

在這里插入圖片描述
倒騰了半天,終于成功的解決了這個問題,趕緊打開音樂播放器,播放“開心的鑼鼓敲出年年的喜慶~ …今天是個好日子,心想的事情都能成~”

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