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剑指 Offer 03. 数组中重复的数字

OF3.数组中重复的数字

题目描述

题目地址

找出数组中重复的数字。

在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0～n-1 的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字重复了，也不知道每个数字重复了几次。请找出数组中任意一个重复的数字。

示例 1：

输入：
[2, 3, 1, 0, 2, 5, 3]
输出：2 或 3

限制：

2 <= n <= 100000

题解

思路1 ： 哈希表 / Set

算法流程：

1. 初始化： 新建 HashSet ，记为 dicdic
2. 遍历数组 numsnums 中的每个数字 numnum
   1. 当 num 在 dic 中，说明重复，直接返回 num
   2. 将 numnum 添加至 dicdic 中
3. 返回 -1−1 。本题中一定有重复数字，因此这里返回多少都可以

复杂度分析：

• 时间复杂度$$O(N)$$**：**遍历数组使用 O(N) ，HashSet 添加与查找元素皆为 O(1)O(1)
• 空间复杂度$$O(N)$$： HashSet 占用 O(N) 大小的额外空间

代码

{% tabs %} {% tab title="Go" %}

func findRepeatNumber2(nums []int) int {
    mapTmp := make(map[int]bool)
    for _, val := range nums {
        if mapTmp[val] {
            return val
        } else {
            mapTmp[val] = true
        }
    }
    return 0
}

{% endtab %}

{% tab title="Python" %}

class Solution:
    def findRepeatNumber(self, nums: [int]) -> int:
        dic = set()
        for num in nums:
            if num in dic: return num
            dic.add(num)
        return -1

{% endtab %}

{% tab title="C++" %}

class Solution {
public:
    int findRepeatNumber(vector<int>& nums) {
        unordered_map<int, bool> map;
        for(int num : nums) {
            if(map[num]) return num;
            map[num] = true;
        }
        return -1;
    }
};

{% endtab %}

{% tab title="Java" %}

class Solution {
    public int findRepeatNumber(int[] nums) {
        Set<Integer> dic = new HashSet<>();
        for(int num : nums) {
            if(dic.contains(num)) return num;
            dic.add(num);
        }
        return -1;
    }
}

{% endtab %} {% endtabs %}

思路2：原地交换

算法流程

1. 遍历数组 numsnums ，设索引初始值为 i = 0i=0 :
   1. 若 nums[i] = inums[i]=i ： 说明此数字已在对应索引位置，无需交换，因此跳过
   2. 若 nums[nums[i]] = nums[i]nums[nums[i]]=nums[i] ： 代表索引 nums[i]nums[i] 处和索引 ii 处的元素值都为 nums[i]nums[i] ，即找到一组重复值，返回此值 nums[i]nums[i]
   3. 否则： 交换索引为 ii 和 nums[i]nums[i] 的元素值，将此数字交换至对应索引位置
2. 若遍历完毕尚未返回，则返回 -1

复杂度分析

• 时间复杂度$$O(N)$$**：**遍历数组使用 $$O(N)$$ ，每轮遍历的判断和交换操作使用 $$O(N)$$
• 空间复杂度$$O(1)$$： 使用常数复杂度的额外空间。

{% tabs %} {% tab title="Go" %}

func findRepeatNumber3(nums []int) int {
    for idx, val := range nums {
        if idx == val {
            continue
        }
        if nums[val] == val {
            return val
        }
        nums[val], nums[idx] = nums[idx], nums[val]
    }
    return 0
}

{% endtab %}

{% tab title="Python" %}

class Solution:
    def findRepeatNumber(self, nums: [int]) -> int:
        i = 0
        while i < len(nums):
            if nums[i] == i:
                i += 1
                continue
            if nums[nums[i]] == nums[i]: return nums[i]
            nums[nums[i]], nums[i] = nums[i], nums[nums[i]]
        return -1

{% endtab %}

{% tab title="Java" %}

class Solution {
    public int findRepeatNumber(int[] nums) {
        int i = 0;
        while(i < nums.length) {
            if(nums[i] == i) {
                i++;
                continue;
            }
            if(nums[nums[i]] == nums[i]) return nums[i];
            int tmp = nums[i];
            nums[i] = nums[tmp];
            nums[tmp] = tmp;
        }
        return -1;
    }
}

{% endtab %}

{% tab title="C++" %}

class Solution {
public:
    int findRepeatNumber(vector<int>& nums) {
        int i = 0;
        while(i < nums.size()) {
            if(nums[i] == i) {
                i++;
                continue;
            }
            if(nums[nums[i]] == nums[i])
                return nums[i];
            swap(nums[i],nums[nums[i]]);
        }
        return -1;
    }
};

{% endtab %} {% endtabs %}

总结

如果你同我一样热爱数据结构、算法、LeetCode，可以关注我 GitHub 上的 算法 题解：awesome-golang-algorithm