剑指offer第二版面试题1：数组中重复的数字（JAVA版）

题目：在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到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的次数。请找出数组中任意一个重复的数字。例如如果输入长度为7的数组{2,3,1,0,2,5,3},那么对应的输出是重复的数字2或者3。

为此题目提供三种想法，但是只实现书上的一种方法

1.先将数组排序，然后扫描数组就很容易得到重复的数字

2.利用HashSet,遍历数组,如果set中不存在数组中的值就直接放入set，否则就是重复数字

3.我们注意到数组中的数字都在0到n-1的范围内。如果这个数组中没有重复的数字，那么当数组排序后数字i将出现在下标为i的位置。由于数组中有重复的数字，有些位置可能存在多个数字，同时有些位置可能没有数字。现在让我们重排这个数组。从头到尾扫描这个数组中的每个数字。当扫描到下标为i的数字的时候，首先比较这个数字(用m表示）是不是i。如果是，接着扫描下一个数字。如果不是，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个数字不想等，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，交换后的数组是｛1，3，2，0，2，5，3｝。此时第0 个数字是1，仍然与它的下标不相等，继续把它和下标为1的数字3交换，得到数组｛0，1，2，3，2，5，3｝。此时第0 个数字为0，接着扫描下一个数字，在接下来的几个数字中，下标为1，2，3的三个数字分别为1，2，3，他们的下标和数值都分别相等，因此不需要做任何操作。接下来扫描下标为4的数字2.由于它的值与它的下标不相等，再比较它和下标为2的数字。注意到此时数组中下标为2的数字也是2，也就是数字2和下标为2和下标4的两个位置都出现了，因此找到一个重复的数字。

代码如下：

public class Solution {

    public static int duplication;

    public static boolean duplicate(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length == 0) {
            return false;
        }

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] < 0 || arr[i] >= arr.length) {
                return false;
            }
        }

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            while (arr[i] != i) {
                if (arr[i] == arr[arr[i]]) {
                    duplication = arr[i];
                    System.out.println(arr[i]);
                    return true;
                }

                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[temp];
                arr[temp] = temp;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 0, 3, 1, 4, 2, 5, 7 };
        boolean result = duplicate(arr);
        System.out.println(result);
    }

}