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| 1 | +# LeetCode 第 268 号问题:缺失数字 |
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| 3 | +> 本文首发于公众号「五分钟学算法」,是[图解 LeetCode ](<https://github.com/MisterBooo/LeetCodeAnimation>)系列文章之一。 |
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| 5 | +> 个人网站:[https://www.cxyxiaowu.com](https://www.cxyxiaowu.com) |
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| 7 | +今天分享一道很简单的算法题。 |
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| 9 | +题目来源于 LeetCode 上第 268 号问题:缺失数字。题目难度为 Easy,目前通过率为 50.2% 。 |
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| 11 | +## 题目描述 |
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| 13 | +给定一个包含 `0, 1, 2, ..., n` 中 *n* 个数的序列,找出 0 .. *n* 中没有出现在序列中的那个数。 |
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| 15 | +**说明:** |
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| 17 | +你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗? |
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| 21 | +## 题目解析 |
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| 23 | +这道题目有三种解法。 |
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| 25 | +### 解法一:异或法 |
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| 27 | +和之前那道 **只出现一次的数字** 很类似: |
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| 29 | +> 只出现一次的数字: 给定一个**非空**整数数组,除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。 |
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| 31 | +如果我们补充一个完整的数组和原数组进行组合,那所求解的问题就变成了 **只出现一次的数字**。 |
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| 33 | +将少了一个数的数组与 0 到 n 之间完整的那个数组进行异或处理,因为相同的数字异或会变为了 0 ,那么全部数字异或后,剩下的就是少了的那个数字。 |
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| 37 | +#### 代码实现1 |
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| 39 | +```java |
| 40 | +class Solution { |
| 41 | + public int missingNumber(int[] nums) { |
| 42 | + int res = 0; |
| 43 | + //注意数组越界情况 |
| 44 | + for (int i = 0; i < nums.length;i++){ |
| 45 | + // i 表示完整数组中的数字,与原数组中的数字 nums[i] 进行异或,再与保存的结果异或 |
| 46 | + res = res^i^nums[i]; |
| 47 | + } |
| 48 | + //最后需要与循环中无法使用到的那个最大的数异或 |
| 49 | + return res^i; |
| 50 | + } |
| 51 | +} |
| 52 | +``` |
| 53 | + |
| 54 | +#### 代码实现2 |
| 55 | + |
| 56 | +```java |
| 57 | +class Solution { |
| 58 | + public int missingNumber(int[] nums) { |
| 59 | + int res = nums.length; |
| 60 | + for (int i = 0; i < nums.length; ++i){ |
| 61 | + res ^= nums[i]; |
| 62 | + res ^= i; |
| 63 | + } |
| 64 | + return res; |
| 65 | + } |
| 66 | +} |
| 67 | +``` |
| 68 | + |
| 69 | + |
| 70 | + |
| 71 | +### 解法二:求和法 |
| 72 | + |
| 73 | +- 求出 0 到 n 之间所有的数字之和 |
| 74 | +- 遍历数组计算出原始数组中数字的累积和 |
| 75 | +- 两和相减,差值就是丢失的那个数字 |
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| 77 | + |
| 78 | + |
| 79 | +```java |
| 80 | +//小吴之前担心会数据溢出,不过估计这题考察的不是这个,所以测试用例没写这种吧,还是能 AC 的 |
| 81 | +class Solution { |
| 82 | + public int missingNumber(int[] nums) { |
| 83 | + int n = nums.length; |
| 84 | + int sum = (n+0)*(n+1)/2; |
| 85 | + for (int i=0; i<n; i++){ |
| 86 | + sum -= nums[i]; |
| 87 | + } |
| 88 | + return sum; |
| 89 | + } |
| 90 | +} |
| 91 | +``` |
| 92 | + |
| 93 | + |
| 94 | + |
| 95 | +### 解法三:二分法 |
| 96 | + |
| 97 | +将数组进行排序后,利用二分查找的方法来找到缺少的数字,注意搜索的范围为 0 到 n 。 |
| 98 | + |
| 99 | +- 首先对数组进行排序 |
| 100 | +- 用元素值和下标值之间做对比,如果元素值大于下标值,则说明缺失的数字在左边,此时将 right 赋为 mid ,反之则将 left 赋为 mid + 1 。 |
| 101 | + |
| 102 | +> 注:由于一开始进行了排序操作,因此使用二分法的性能是不如上面两种方法。 |
| 103 | +
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| 104 | +```java |
| 105 | +public class Solution { |
| 106 | + public int missingNumber(int[] nums) { |
| 107 | + Arrays.sort(nums); |
| 108 | + int left = 0; |
| 109 | + int right = nums.length; |
| 110 | + while (left < right){ |
| 111 | + int mid = (left + right) / 2; |
| 112 | + if (nums[mid] > mid){ |
| 113 | + right = mid; |
| 114 | + }else{ |
| 115 | + left = mid + 1; |
| 116 | + } |
| 117 | + } |
| 118 | + return left; |
| 119 | + } |
| 120 | +} |
| 121 | +``` |
| 122 | + |
| 123 | + |
| 124 | + |
| 125 | + |
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