5.1 剑指 Offer 03. 数组中重复的数字

类型题：剑指 Offer 03. 数组中重复的数字

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。

这个题的思路参考 5 找重复数 可以有两种解题思路：

思路1：HashSet --------- 4 ms / 48.3 MB

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

思路2：Arrays.sort() --------- 3 ms / 46.1 MB

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;
    }
}

思路3：双重循环 ---------- 2443 ms / 46.1 MB

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

思路4：什么什么平替交换？----------- 0ms / 46.3 MB

这个思路主要是抓住了题目的一个条件：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，意思是数组中的数肯定在索引值之内（长度为n，数字 < n），所以可以通过循环遍历这个数组，建立一个索引 i 和当前值 nums[i] 的一个对应关系（一对多），当出现 nums[nums[i]] == nums[i] 这一情况时，就说明已经找到了存在的第二个数，结束循环输出即可。

算法流程：

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

解法1：

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

解法2：

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 temp = nums[nums[i]];
            nums[nums[i]] = nums[i];
            nums[i] = temp;
        }
        return 0;
    }
}