1、2、3…n-1、n、n、n+1、n+2…
在这个序列中,只有一个数字有重复(n)。
这个序列是无序的,找到重复数字n。
这个序列是有序的,找到重复数字n。
不能用哈希表。
第一问,两种方法,快慢指针找环问题和异或法。
第二问,二分法。
代码用rust编写。代码如下:
use rand::Rng;
use std::collections::HashSet;
fn main() {
let nn: i32 = 10;
let test_time: i32 = 3000;
println!("测试开始");
for _ in 0..test_time {
let mut arr = random_array(rand::thread_rng().gen_range(0, nn) + 1);
let mut arr2 = arr.clone();
if right(&mut arr) != find_duplicate(&mut arr) {
println!("未排序情况出错!快慢指针方式");
break;
}
if right(&mut arr2) != find_duplicate2(&mut arr2) {
println!("未排序情况出错!异或方式");
break;
}
arr.sort();
if right(&mut arr) != find_duplicate_sorted(&mut arr) {
println!("排序情况出错!二分法");
break;
}
}
println!("测试结束");
}
// 为了测试
// 绝对正确,但是直接遍历+哈希表,没有得分的方法
fn right(arr: &mut Vec<i32>) -> i32 {
let mut set: HashSet<i32> = HashSet::new();
for num in arr.iter() {
if set.contains(num) {
return *num;
}
set.insert(*num);
}
return -1;
}
// 符合题目要求的、无序数组,找重复数
// 时间复杂度O(N),额外空间复杂度O(1)
// 用快慢指针
fn find_duplicate(arr: &mut Vec<i32>) -> i32 {
if arr.len() < 2 {
return -1;
}
let mut slow = arr[0];
let mut fast = arr[arr[0] as usize];
while slow != fast {
slow = arr[slow as usize];
fast = arr[arr[fast as usize] as usize];
}
// slow == fast
fast = 0;
while slow != fast {
fast = arr[fast as usize];
slow = arr[slow as usize];
}
// 再相遇!一个结论
return slow;
}
// 符合题目要求的、无序数组,找重复数
// 时间复杂度O(N),额外空间复杂度O(1)
// 用异或
fn find_duplicate2(arr: &mut Vec<i32>) -> i32 {
if arr.len() < 2 {
return -1;
}
let mut ans = 0;
for i in 0..arr.len() as i32 {
ans ^= i;
}
for i in 0..arr.len() as i32 {
ans ^= arr[i as usize];
}
// 再相遇!一个结论
return ans;
}
// 符合题目要求的、有序数组,找重复数
// 时间复杂度O(logN),额外空间复杂度O(1)
fn find_duplicate_sorted(arr: &mut Vec<i32>) -> i32 {
if arr.len() < 2 {
return -1;
}
let mut l: i32 = 0;
let mut r: i32 = arr.len() as i32 - 1;
let mut m: i32;
let mut ans = -1;
while l <= r {
m = (l + r) / 2;
if (m - 1 >= 0 && arr[(m - 1) as usize] == arr[m as usize])
|| (m + 1 < arr.len() as i32 && arr[(m + 1) as usize] == arr[m as usize])
{
ans = arr[m as usize];
break;
}
if m - l == arr[m as usize] - arr[l as usize] {
l = m + 1;
} else {
r = m - 1;
}
}
return ans;
}
// 为了测试
fn random_array(n: i32) -> Vec<i32> {
let mut ans: Vec<i32> = vec![];
for i in 0..n + 1 {
ans.push(i + 1);
}
ans[n as usize] = rand::thread_rng().gen_range(0, n) + 1;
let mut i = n;
while i > 0 {
let j = rand::thread_rng().gen_range(0, i + 1);
let tmp = ans[i as usize];
ans[i as usize] = ans[j as usize];
ans[j as usize] = tmp;
i -= 1;
}
return ans;
}
执行结果如下: