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26. 删除有序数组中的重复项(双指针算法)

算法刷题2年前 (2023)更新 江南白衣
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26. 删除有序数组中的重复项(双指针算法)

26. 删除有序数组中的重复项
给你一个 升序排列 的数组 nums ,请你 原地 删除重复出现的元素,使每个元素 只出现一次 ,返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。
由于在某些语言中不能改变数组的长度,所以必须将结果放在数组nums的第一部分。更规范地说,如果在删除重复项之后有 k 个元素,那么 nums 的前 k 个元素应该保存最终结果。
将最终结果插入 nums 的前 k 个位置后返回 k 。
不要使用额外的空间,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。
判题标准:
系统会用下面的代码来测试你的题解:
int[] nums = […]; // 输入数组
int[] expectedNums = […]; // 长度正确的期望答案
int k = removeDuplicates(nums); // 调用
assert k == expectedNums.length;
for (int i = 0; i < k; i++) {
assert nums[i] == expectedNums[i];
}
如果所有断言都通过,那么您的题解将被 通过。
示例 1:
输入:nums = [1,1,2]
输出:2, nums = [1,2,_]
解释: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 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
示例 2:
输入:nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4]
输出:5, nums = [0,1,2,3,4]
解释: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 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
思路分析
接下来我们以数组{1, 1, 2, 3, 3, 4}为例,看下如何删除排序数组中的重复项,使得每个元素只出现一次。
首先,定义慢指针slow,指向数组中的第一个元素。

26. 删除有序数组中的重复项(双指针算法)我们规定在区间[0,slow]中的元素都是排序数组中只出现一次的元素。慢指针slow的初始值为0,表示区间[0,0]中的元素,即数组中的第一个元素是只出现一次的元素。

26. 删除有序数组中的重复项(双指针算法)接着定义快指针fast,其所指向的元素为当前在考察的元素。因为数组是排好序的,因此数组中的第一个元素是一定存在于返回数组中的,所以从第二个元素开始考察,即快指针fast的初始值为1,如下图。
当前快指针fast=1所指向的元素值为1,与慢指针slow所指向的元素值相同。

26. 删除有序数组中的重复项(双指针算法)因此,快指针fast向后移动一位,继续考察下一个元素,如下图。这时,快指针fast=2所指向的元素值为2与慢指针slow所指向的元素值1不相同,应放到区间[0,slow]中,也就是说快指针停止的条件是当前考察的元素值与区间[0,slow]末尾元素值不等。

26. 删除有序数组中的重复项(双指针算法)因为区间[0,slow]是左闭右闭区间,其中的元素是只出现一次的元素。因此,慢指针slow需要向后移动一个位置来扩大区间。然后,将快指针fast所指向的元素值赋予慢指针所指向的元素位置。

26. 删除有序数组中的重复项(双指针算法)此时,区间[0,slow],即[0,1]中包含的元素1,2都是排序数组删除重复项之后,只出现一次的元素。

26. 删除有序数组中的重复项(双指针算法)对于排序数组中剩余未考察的元素3,3,4重复上述步骤即可将重复项删除。
代码实现

package com.codernav.demo.leetcode.array.removeelement;

import java.util.Arrays;

/**
 * 26. 删除有序数组中的重复项
 * 给你一个 升序排列 的数组 nums ,请你 原地 删除重复出现的元素,使每个元素 只出现一次 ,返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。
 * 由于在某些语言中不能改变数组的长度,所以必须将结果放在数组nums的第一部分。更规范地说,如果在删除重复项之后有 k 个元素,那么 nums 的前 k 个元素应该保存最终结果。
 * 将最终结果插入 nums 的前 k 个位置后返回 k 。
 * 不要使用额外的空间,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。
 * 原文地址:https://www.codernav.com/2886.html
 * 更多算法详解:https://www.codernav.com
 */
public class Q_26 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = new int[]{0, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4};
        System.out.println(f(nums));
        int[] nums1 = new int[]{0, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4};
        System.out.println(removeDuplicates(nums1));

    }

    private static int f(int[] nums) {
        if (nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        int slow = 0;
        for (int fast = 0; fast < nums.length - 1; fast++) {
            System.out.println("slow:" + slow + ", fast:" + fast + ", nums:" + Arrays.toString(nums));
            if (nums[fast] != nums[fast + 1]) {
                slow++;
                nums[slow] = nums[fast + 1];
            }
        }
        return slow + 1;
    }

    public static int removeDuplicates(int[] nums) {
        // 区间[0,slow]中的元素都是排序数组中只出现一次的元素
        int slow = 0;
        // 快指针fast的初始值为1,因为数组是排好序的
        // 因此数组中的第一个元素是一定存在于返回数组中的。
        for(int fast = 1; fast < nums.length; fast++) {
            // 当前考察的元素nums[fast]和nums[slow]不相等时
            // 说明nums[fast]是需要放入区间[0,slow]中的
            if (nums[fast] != nums[slow]) {
                // slow++是因为区间[0,slow]是左闭右闭的
                // 因此,在slow加1之后,在将nums[fast]的值赋予nums[slow]
                slow++;
                nums[slow] = nums[fast];
            }
        }
        // j指向的是新数组中末尾的元素,即新数组最后的索引
        // 而索引从0开始,题目要求返回新数组的长度,因此返回slow+1
        return slow + 1;
    }

}

我的分析:

1、定义slow和fast两个指针。慢区间[0,slow]中的元素都是排序数组中只出现一次的元素。
2、快指针fast的初始值为1,因为数组是排好序的, 因此数组中的第一个元素是一定存在于返回数组中的。
3、循环遍历[1,fast],当前考察的元素nums[fast]和nums[slow]不相等时,说明nums[fast]是需要放入区间[0,slow]中的
4、slow++是因为区间[0,slow]是左闭右闭的,因此,在slow加1之后,在将nums[fast]的值赋予nums[slow]
5、索引从0开始,题目要求返回新数组的长度,因此返回slow+1
注意:
当nums[fast] != nums[slow]时,slow++和nums[slow] = nums[fast];哪个在前面?
在“27. 移除元素”那道题中,我们是先赋值,再++,为什么这道题是先++再赋值呢?因为“27. 移除元素”题解中,slow和fast都是从0开始的,而本题中slow比fast慢了一步,所以要先++,保持下标一致。

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