【數論】C040_「移除零」「移除元素」（雙指針 n-k）

C_01 移除零

Given an array nums, write a function to move all 0’s to the end of it while maintaining the relative order of the non-zero elements.

Note:

• You must do this in-place without making a copy of the array.
• Minimize the total number of operations.

Input: [0,1,0,3,12]
Output: [1,3,12,0,0]

方法一：雙指針

算法

基於數組 nums 中非零元素有 k 個，值爲 0 元素必然有 n-k 個的事實，我們可以這樣設計算法。

• 遇到非 0 我們只需常規覆蓋當前元素，然後指針 k++。
• 最後把 n-k 個元素賦值爲 0 即可。

public void moveZeroes(int[] nums) {
    int N = nums.length;
    int k = 0;
    for (int n : nums) {
        if (n != 0)
            nums[k++] = n;
    }
    for (int i = k; i < N; i++)
        nums[i] = 0;
}

複雜度分析

• 時間複雜度：$O(n)$，
• 空間複雜度：$O(1)$，

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C_02 移除元素

Given an array nums and a value val, remove all instances of that value in-place and return the new length.

Do not allocate extra space for another array, you must do this by modifying the input array in-place with O(1) extra memory.

The order of elements can be changed. It doesn’t matter what you leave beyond the new length.

方法一：雙指針

基於數組 nums 中值爲 val 元素有 k 個，值爲非 val 元素必然有 n-k 個的事實，我們可以這樣設計算法。

• 遇到非 val 我們只需常規覆蓋當前元素，然後指針 k++。
• 最後返回 k 這幾個非 val 元素即可。

public int removeElement(int[] nums, int val) {
    int k = 0, N = nums.length;

    for (int n : nums) {
        if (n != val) 
            nums[k++] = n;
    }
    return k;
}

複雜度分析

• 時間複雜度：$O(n)$，
• 空間複雜度：$O(1)$，