力扣27题 解题思路和步骤 C++代码实现,力扣算法题怎么刷

力扣27题题目理解与需求分析

力扣第27题要求原地移除数组中所有等于给定值的元素，并返回新数组的长度。题目明确要求必须在不使用额外数组空间的情况下完成操作，仅允许O(1)的额外空间复杂度。这种限制条件直接排除了创建新数组存储结果的常规解法，需要开发者深入理解数组内存操作的特性。

该问题的核心在于如何在单次遍历中完成元素筛选和位置调整。示例输入nums = [3,2,2,3], val = 3，预期输出长度为2且数组前两个元素应为[2,2]。这提示我们需要维护两个逻辑指针：一个用于遍历原始数组，另一个用于标记有效元素的存储位置。这种双指针策略将成为后续优化解法的关键。

暴力解法与时间复杂度分析

最直观的暴力解法是使用双层循环，外层遍历数组元素，遇到目标值时启动内层循环将后续元素前移。这种方法虽然直观，但时间复杂度达到O(n²)，在力扣测试用例中会出现超时情况。特别是当数组长度较大且目标值出现频繁时，元素移动操作将呈指数级增长。

以数组[1,2,3,4,5,6,7]需要移除所有奇数为例，暴力解法需要进行多达12次元素移动。这种解法虽然空间复杂度满足O(1)要求，但时间效率的缺陷使其不适合作为最终解决方案。这促使我们寻找更优的算法策略，双指针法正是在此背景下应运而生的优化方案。

双指针法核心思路与实现

双指针法通过维护快慢两个指针实现高效元素筛选。快指针用于遍历原始数组，慢指针则指向下一个有效元素的存储位置。当快指针遇到非目标值时，将其复制到慢指针位置，同时移动两个指针；遇到目标值时仅移动快指针。这种方法只需单次遍历即可完成操作，时间复杂度优化至O(n)。

典型测试案例演示：输入nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2。快指针遍历过程中，当遇到索引2的数值2时会跳过复制操作，直到遇到索引3的非2数值时才执行复制。最终数组前5个元素[0,1,3,0,4]即为有效结果，返回长度5。这个案例清晰展示了双指针如何避免不必要的元素移动。

边界条件与特殊测试用例

完善的解决方案必须考虑各种边界情况。空数组输入应返回0；数组中所有元素都是目标值时应返回0且不修改数组；数组中不存在目标值时应返回原数组长度。测试用例nums = [], val = 0和nums = [2,2,2], val = 2分别验证这两种特殊情况。

另一个易错点是数组元素顺序要求。虽然题目不要求保持非目标元素的原始顺序，但某些变体题目可能增加此限制。此时双指针法依然适用，因为它本身就是顺序遍历的算法。开发者需要根据具体题目要求调整实现策略，这种适应能力在实际工程开发中尤为重要。

C++代码实现

int removeElement(vector& nums, int val) {
    int slow = 0;
    for(int fast = 0; fast < nums.size(); ++fast) {
        if(nums[fast] != val) {
        nums[slow++] = nums[fast];
        }
    }
    return slow;
}