從LeetCode學演算法 - 5 In-Place

Tue, 02 Jul 2019 00:00:00 +0800

0026. Remove Duplicates from Sorted Array (Easy)

Question

Given a sorted nums array, remove the duplicates in-place such that each element appears only once 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.

Example 1

1

Given nums = [1,1,2],

1

Your function should return length = 2, with the first two elements of nums being 1 and 2 respectively.

1

It doesn't matter what you leave beyond the returned length.

Example 2

1

Given nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4],

1

Your function should return length = 5, with the first five elements of nums being modified to 0, 1, 2, 3, and 4 respectively.

1

It doesn't matter what values are set beyond the returned length.

分析/解題

題目要求將一個已排序陣列中所有的重複數字刪去，使得這個陣列的每個數字只出現一次，並且必須要以in-place的方式來處理。
最終處理過後，回傳新陣列的長度。

題目其實並不困難，設定一個i用來記錄目前存放到哪個位置，
再設定一個j用以完整遍歷整個陣列，
每當發現有不同的數字時，就將j的數字塞到i的位置，再往下推進即可。

最後由於要回傳的是新陣列的長度，所以應該要回傳i+1。(陣列由0開始)

這邊要順便提到的一個名詞叫in-place algorithm 。
所謂的in-place，就是指所有的操作修改，除了一些計數用的變數外，
基本上都在原先的資料結構內解決 ，像這題就是完全只有操作原陣列。
如果沒有這樣的限制，這題也是可以使用ArrayList，每當發現一個不同的數就將其往List尾端加，最後再將其轉為array，
同樣可以得到解，但它的空間複雜度就會變成O(N)，
因為我們開了一組額外的記憶體來存放它。

所以in-place algorithm會應用在一些不希望大量增加記憶體使用量 的狀況，且在這個限制條件下，有時候我們不一定能像這題這樣得到跟非in-place時一樣時間複雜度的解法。
所以in-place algorithm通常會有拿時間換取空間效率的狀況 。
總之，如果原先的資料被修改或打亂也沒關係 的話，
就有使用in-place algorithm的機會，也有可能會被面試官問到，
但請務必謹慎地確認是否這個狀況下，
你真的會必須用比較差的時間複雜度達到相同的目的。

Java

Python

面試實際可能會遇到的問題

「時間複雜度跟空間複雜度為？」(O(N), O(1))

「如果不要求in-place，改成新開list/arraylist來做會比較快嗎？」
(不會，因為時間複雜度相同，但要額外花時間做記憶體配置)

「如果題目今天給的是未排序陣列要去除duplicate，
但不用in-place，也不用保留順序的話？」
(使用HashMap/dict，將整個陣列掃過一遍，最後遍歷輸出)
(時間/空間複雜度為O(N), O(N))

從LeetCode學演算法，我們下次見囉，掰~

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