数组中重复的数字

题目描述

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

输入：[2, 3, 1, 0, 2, 5, 3]
输出：2 或 3 

限制

2 <= n <= 100000

题目来源：力扣（LeetCode）
题目链接：https://leetcode-cn.com/problems/shu-zu-zhong-zhong-fu-de-shu-zi-lcof/
题目著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

解法一

首先想到的是利用 HashSet，遍历数组，每遍历一个元素就添加到 HashSet 中，在判断返回值是否为 false，若是则说明这个数字已经出现过一次了。

class Solution {
    public int findRepeatNumber(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>(nums.length);
        for (int current : nums) {
            boolean newItem = set.add(current);
            if (!newItem) {
                return current;
            }
        }
        return -1;
    }
}

但是这种解法的时间复杂度和空间复杂度都是 O(n)，下面尝试使用更低的空间复杂度来解决这个问题。

解法二

还可以将数组进行排序。根据题意，排序后的数组中对于每个下标 i 都有 nums[i] != nums[i + 1]，否则就说明这个位置上的元素是重复的。

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

解法三

也可以不进行排序，对数组进行一遍扫描：

1. 设当前元素为 current = abs(nums[i])
2. 取出 nums[current] 的值，检查其是否为负数
   1. 如果是，说明 current 已经出现过
   2. 否则令 nums[current] = 0 - nums[current] 供下次检查

要注意的是，需要对数字 0 进行单独计数。

class Solution {
    public int findRepeatNumber(int[] nums) {
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int current = Math.abs(nums[i]);
            if (current == 0) {
                count++;
                if (count == 2) {
                    return 0;
                }
            }
            int target = nums[current];
            if (target < 0) {
                return current;
            } else {
                nums[current] = -target;
            }
        }
        return -1;
    }
}