Leetcode 27. 移除元素（画图分析）

给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地 修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

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，不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);

// 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 = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。

示例 2：

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,3,0,4]
解释：函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

解题思路：

核心思想：拷贝覆盖

通过维护两个指针，一个是 fastIndex 快指针，用于遍历整个数组；

另一个是 slowIndex 慢指针，用于指示下一个非目标元素应该存放的位置。

双指针法（快慢指针法）：

通过一个快指针和慢指针在一个for循环下完成两个for循环的工作。

当 nums[fastIndex]与给定的val值相等时，递增 fast指针以跳过该元素。

只要 nums[fastIndex] != val，我们就复制 nums[fastIndex]到 nums[slowIndex] 并同时递增两个索引。

重复这一过程，直到 fastIndex 到达数组的末尾，该数组的新长度为 slowIndex。

代码实现：

方法一：

class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
		 // 慢指针，用于指向新数组中下一个非目标值的位置
        int slowIndex = 0; 
		// 快指针，用于遍历原数组中的所有元素
        for (int fastIndex = 0; fastIndex < nums.length; fastIndex++) {  
			// 如果当前元素不等于目标值
            if (nums[fastIndex] != val) {  
				// 将该元素放入新数组的相应位置
                nums[slowIndex] = nums[fastIndex];  
				// 慢指针向后移动一位
                slowIndex++;  
            }
        }
		 // 返回慢指针的位置，即新数组的长度
        return slowIndex; 
    }
}

方法二：

class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
         // 如果数组为空，直接返回0
        if (nums == null || nums.length == 0) { 
            return 0;
        }
		// 左指针
        int left = 0;  
		// 右指针
        int right = nums.length - 1;  
		// 当左指针小于等于右指针时执行循环
        while (left <= right) {  
			// 从右边开始找到第一个不等于目标值的元素
            while (left <= right && nums[right] == val) {  
                right--;
            }
			// 如果左指针指向的元素等于目标值
            if (nums[left] == val) {  
				// 交换左指针和右指针所指向的元素
                swap(left, right, nums);  
			// 如果左指针指向的元素不等于目标值
            } else {  
				// 左指针向右移动一位
                left++;  
            }
        }
		// 返回左指针的位置作为新数组的长度
        return left;  
    }

    public void swap(int left, int right, int[] nums) {
		// 如果左指针大于右指针，直接返回
        if (left > right) {  
            return;
        }
		 // 交换左指针和右指针所指向的元素
        int temp = nums[left]; 
        nums[left] = nums[right];
        nums[right] = temp;
    }
}