面试经典算法系列之双指针4 -- 删除有序数组中的重复项

2024-04-11 02:12
文章标签 算法 数组 指针 面试 系列 经典 有序 删除 重复 之双

本文主要是介绍面试经典算法系列之双指针4 -- 删除有序数组中的重复项，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

面试经典算法题4 – 删除有序数组中的重复项

LeetCode.26
公众号：阿Q技术站

问题描述

给你一个 非严格递增排列 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 。然后返回 nums 中唯一元素的个数。

考虑 nums 的唯一元素的数量为 k ，你需要做以下事情确保你的题解可以被通过：

  • 更改数组 nums ，使 nums 的前 k 个元素包含唯一元素，并按照它们最初在 nums 中出现的顺序排列。nums 的其余元素与 nums 的大小不重要。
  • 返回 k 。

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。

提示：

  • 1 <= nums.length <= 3 * 104
  • -104 <= nums[i] <= 104
  • nums 已按 非严格递增 排列

思路

  1. 初始化双指针： 我们定义两个指针 slow 和 fast，初始时分别指向数组的第一个元素和第二个元素。
  2. 遍历数组： 我们使用 fast 指针来遍历整个数组，从第二个元素开始遍历。
  3. 比较元素： 对于每个 fast 指针指向的元素 nums[fast]，我们将其与 slow 指针指向的元素 nums[slow] 进行比较：
    • 如果它们不相等，表示遇到了一个新的唯一元素，我们将其移到 nums[slow+1] 的位置，并将 slow 向后移动一个位置。
    • 如果它们相等，表示当前元素是重复出现的，我们继续向后遍历，直到找到一个新的唯一元素。
  4. 返回结果： 最后返回 slow+1，即为去重后的数组长度。在遍历过程中，slow 指针始终指向数组中最后一个唯一元素的位置，所以数组中唯一元素的数量为 slow+1。

演示过程

这里根据示例2给大家演示一下过程。

  1. 初始化两个指针slow和fast，分别指向数组的第一个元素和第二个元素。

image-20240121150936212

  1. 使用fast指针遍历整个数组，如果nums[fast] == nums[slow]，继续向后遍历。

image-20240121151740126

  1. 如果nums[fast] != nums[slow]，将 slow 指针向后移动一位，然后将当前元素复制到 slow 指向的位置，fast继续向后遍历。

image-20240121152642890

  1. 如果nums[fast] == nums[slow]，继续向后遍历。

image-20240121152730678

  1. 如果nums[fast] == nums[slow]，继续向后遍历。

image-20240121153002058

  1. 如果nums[fast] != nums[slow]，将 slow 指针向后移动一位，然后将当前元素复制到 slow 指向的位置，fast继续向后遍历。

image-20240121153123507

  1. 如果nums[fast] == nums[slow]，继续向后遍历。

image-20240121153218748

  1. 如果nums[fast] != nums[slow]，将 slow 指针向后移动一位，然后将当前元素复制到 slow 指向的位置，fast继续向后遍历。

image-20240121153325026

  1. 如果nums[fast] == nums[slow]，继续向后遍历。

image-20240121153410615

  1. 如果nums[fast] != nums[slow]，将 slow 指针向后移动一位，然后将当前元素复制到 slow 指向的位置，fast继续向后遍历。

image-20240121153520952

此时fast指针不小于nums.size()，跳出循环，返回slow+1即为新长度，这个示例结果为4+1=5，nums=[0,1,2,3,4]。

参考代码

C++
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;class Solution {
public:int removeDuplicates(vector<int>& nums) {if (nums.empty()) {return 0; // 如果数组为空，则直接返回 0}int slow = 0; // 慢指针指向数组中当前唯一元素的最后一个位置for (int fast = 1; fast < nums.size(); ++fast) {if (nums[fast] != nums[slow]) {// 如果当前元素与慢指针指向的元素不相同，则将当前元素移到慢指针的下一个位置nums[++slow] = nums[fast];}// 如果当前元素与慢指针指向的元素相同，则继续遍历数组}return slow + 1; // 返回唯一元素的数量}
};int main() {Solution solution;vector<int> nums = {0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4};int k = solution.removeDuplicates(nums);cout << "Output : " << k << ", nums = [";for (int i = 0; i < k; ++i) {cout << nums[i] << (i < k - 1 ? ", " : "");}cout << "]" << endl;return 0;
}
Java
import java.util.Arrays;class Solution {public int removeDuplicates(int[] nums) {if (nums.length == 0) {return 0; // 如果数组为空，则直接返回 0}int slow = 0; // 慢指针指向数组中当前唯一元素的最后一个位置for (int fast = 1; fast < nums.length; ++fast) {if (nums[fast] != nums[slow]) {// 如果当前元素与慢指针指向的元素不相同，则将当前元素移到慢指针的下一个位置nums[++slow] = nums[fast];}// 如果当前元素与慢指针指向的元素相同，则继续遍历数组}return slow + 1; // 返回唯一元素的数量}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Solution solution = new Solution();int[] nums = {0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4};int k = solution.removeDuplicates(nums);System.out.print("Output : " + k + ", nums = [");for (int i = 0; i < k; ++i) {System.out.print(nums[i] + (i < k - 1 ? ", " : ""));}System.out.println("]");}
}
Python
class Solution:def removeDuplicates(self, nums: List[int]) -> int:if not nums:return 0  # 如果数组为空，则直接返回 0slow = 0  # 慢指针指向数组中当前唯一元素的最后一个位置for fast in range(1, len(nums)):if nums[fast] != nums[slow]:# 如果当前元素与慢指针指向的元素不相同，则将当前元素移到慢指针的下一个位置slow += 1nums[slow] = nums[fast]return slow + 1  # 返回唯一元素的数量if __name__ == "__main__":solution = Solution()nums = [0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4]k = solution.removeDuplicates(nums)print(f"Output: {k}, nums = {nums[:k]}")

再来看看这个题的变形。

删除有序数组中的重复项II

问题描述

给你一个有序数组 nums ，请你原地删除重复出现的元素，使得出现次数超过两次的元素只出现两次 ，返回删除后数组的新长度。

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。

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]);
}

示例 1：

输入：nums = [1,1,1,2,2,3]
输出：5, nums = [1,1,2,2,3]
解释：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。 不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2：

输入：nums = [0,0,1,1,1,1,2,3,3]
输出：7, nums = [0,0,1,1,2,3,3]
解释：函数应返回新长度 length = 7, 并且原数组的前七个元素被修改为 0, 0, 1, 1, 2, 3, 3。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

提示：

  • 1 <= nums.length <= 3 * 104
  • -104 <= nums[i] <= 104
  • nums 已按升序排列

思路

  1. 首先检查数组的长度是否小于等于2，如果是，则无需删除重复元素，直接返回数组的长度即可。
  2. 初始化慢指针 slow 为2，表示数组的前两个元素无需处理，因为它们可以直接保留。
  3. 从数组的第三个元素开始遍历，使用快指针 fast 指向当前要处理的元素。
  4. 对于每个 nums[fast]，我们需要判断它是否与 nums[slow - 2] 相同。如果相同，说明当前元素重复出现超过两次，不符合要求，我们不需要将它保留在数组中；如果不相同，说明当前元素可以保留在数组中，我们将其移到慢指针 slow 的位置，并将 slow 向后移动一位。
  5. 遍历完成后，slow 指向的位置即为新数组的长度，返回该长度即可。

演示过程

这里根据示例2给大家进行图解演示。

  1. 初始化两个指针slow和fast，都指向下标为2的位置。为什么要放到位置2呢？原因就是根据题目要求，如果数组长度不超过2，则无需删除重复元素。

image-20240121161653006

  1. 使用fast遍历数组，判断nums[fast]与nums[slow - 2]。如果nums[fast] != nums[slow - 2]，将当前元素复制到 slow 指向的位置，再将slow向后移动一位，fast继续向后遍历。

image-20240121163358504

  1. 如果nums[fast] != nums[slow - 2]，将当前元素复制到 slow 指向的位置，再将slow向后移动一位，fast继续向后遍历。

image-20240121163509057

  1. 如果nums[fast] == nums[slow - 2]，fast继续向后遍历。

image-20240121163701131

  1. 如果nums[fast] == nums[slow - 2]，fast继续向后遍历。

image-20240121163753226

  1. 如果nums[fast] != nums[slow - 2]，将当前元素复制到 slow 指向的位置，再将slow向后移动一位，fast继续向后遍历。

image-20240121163904082

  1. 如果nums[fast] != nums[slow - 2]，将当前元素复制到 slow 指向的位置，再将slow向后移动一位，fast继续向后遍历。

image-20240121164026135

  1. 如果nums[fast] != nums[slow - 2]，将当前元素复制到 slow 指向的位置，再将slow向后移动一位，fast继续向后遍历。

image-20240121164137062

此时fast指针不小于nums.size()，跳出循环，返回slow即为新长度，这个实例结果为7，nums=[0,0,1,1,2,2,3]。

参考代码

C++
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;class Solution {
public:int removeDuplicates(vector<int>& nums) {if (nums.size() <= 2) {return nums.size(); // 如果数组长度不超过2，则无需删除重复元素}int slow = 2; // 慢指针指向当前可以存放元素的位置for (int fast = 2; fast < nums.size(); ++fast) {if (nums[fast] != nums[slow - 2]) {// 如果当前元素与慢指针指向的前两个元素不相同，则将当前元素移到慢指针的位置nums[slow++] = nums[fast];}// 如果当前元素与慢指针指向的前两个元素相同，则继续遍历数组}return slow; // 返回删除重复元素后数组的新长度}
};int main() {Solution solution;vector<int> nums = {0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 3};int len = solution.removeDuplicates(nums);cout << "Output: " << len << ", nums = [";for (int i = 0; i < len; ++i) {cout << nums[i] << (i < len - 1 ? ", " : "");}cout << "]" << endl;return 0;
}
Java
import java.util.Arrays;class Solution {public int removeDuplicates(int[] nums) {if (nums.length <= 2) {return nums.length; // 如果数组长度不超过2，则无需删除重复元素}int slow = 2; // 慢指针指向当前可以存放元素的位置for (int fast = 2; fast < nums.length; ++fast) {if (nums[fast] != nums[slow - 2]) {// 如果当前元素与慢指针指向的前两个元素不相同，则将当前元素移到慢指针的位置nums[slow++] = nums[fast];}// 如果当前元素与慢指针指向的前两个元素相同，则继续遍历数组}return slow; // 返回删除重复元素后数组的新长度}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Solution solution = new Solution();int[] nums = {0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 3};int len = solution.removeDuplicates(nums);System.out.print("Output: " + len + ", nums = [");for (int i = 0; i < len; ++i) {System.out.print(nums[i] + (i < len - 1 ? ", " : ""));}System.out.println("]");}
}
Python
class Solution:def removeDuplicates(self, nums):if len(nums) <= 2:return len(nums)  # 如果数组长度不超过2，则无需删除重复元素slow = 2  # 慢指针指向当前可以存放元素的位置for fast in range(2, len(nums)):if nums[fast] != nums[slow - 2]:# 如果当前元素与慢指针指向的前两个元素不相同，则将当前元素移到慢指针的位置nums[slow] = nums[fast]slow += 1# 如果当前元素与慢指针指向的前两个元素相同，则继续遍历数组return slow  # 返回删除重复元素后数组的新长度if __name__ == "__main__":solution = Solution()nums = [0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 3]len_result = solution.removeDuplicates(nums)print(f"Output: {len_result}, nums = {nums[:len_result]}")

这篇关于面试经典算法系列之双指针4 -- 删除有序数组中的重复项的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/892806。

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