剑指offer Q3 数组中重复的数字

数组中重复数字的问题,这道题考虑的是数组中的数字在一定的范围中,大致有两种情况:

1.数组长度大于等于数字的范围如:在一个长度为n的数组里的所有数字都在0~n-1的范围内。

2.数组长度小于数字的范围如:在一个长度为n的数组里的所有数字都在1~n-1范围内。

第一个问题解法:

会修改原始数据的解法:一个是借助快排,另一个是借助该数组的特性。
借助快速排序的方法就省略代码了,大致思路就是拍完序后,逐个检验数组中的数字是否和前后数字相同。
第一个借助数组长度大于等于数字的范围这一特性。

重排这个数组。从头到尾依次扫描这个数组中的每个数字。当扫描到下标为i的数字时,首先比较这个数字(用m表示)是不是等于i。如果是,则接着扫描下一个数字;如果不是,则再拿它和第m个数字进行比较。如果它和第m个数字相等,就找到了一个重复的数字(该数字在下标为i和m的位置都出现了);如果它和第m个数字不相等,就把第i个数字和第m个数字交换,把m放到属于它的位置。接下来再重复这个比较、交换的过程,直到我们发现一个重复的数字。

以数组{2,3,1,0,2,5,3}为例来分析找到重复数字的步骤。数组的第0个数字(从0开始计数,和数组的下标保持一致)是2,与它的下标不相等,于是把它和下标为2的数字1交换得到结果{1,3,2,0,2,5,3},再取数组的第0个数字1和下标为1的数字3比较,不相等则交换两个数字得到结果{3,1,2,0,2,5,3},再取下标为0的数字3重复上述操作得到结果{0,1,2,3,2,5,3}这次完成后就可以发现数组中0,1,2,3的数字都与下标相等,第5个数字2与下标不相等但是和下标为2的数字相等那么就得到了一个重复数字2。
代码:

public static int getDuplication(int[] data){
    if(data==null||data.length<2)
        return -1;
    for(int i=0;i<data.length;i++)
        while(data[i] !== i)
            {if(data[i] !== data[data[i]]){
                  temp = data[i];
                  data[i] = data[data[i]];
                  data[data[i]] = temp;
                  }else{
                  return data[i];
                  }
              }
         return -1;
}
第二个借助数组长度(数字个数)小于数字范围这一特性。

这个情况下肯定有数字是重复的。那么在这种情况下可以用二分法
进行二路归并。
代码:

public static int getDuplication(int[] data){
    if(data == null || data.length<2)
        return -1;
    int start = 0;
    int end = data.length-2;
    while(start<=end){
        int middle = (end-start)/2+start;
        int count = countRange(data.start,middle);
        if(start==end){
            if(count>1)
                return start;
            else
                return -1;
        }
        if(count>end-start+1)
            end = middle;
        else
            start = middle+1;
    }  
    return -1;
}

public static int countRange(int[] data,int start,int end){
    int count = 0;
    for(int i=0;i<data.length;i++){
         if(data[i]<end&&data[i]>start){
            count++;
        }
    }
     return count;
}
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