剑指offer--51.数组中重复的数字

题目：在一个长度为n的数组里所有的数字都是在0到n-1范围，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，eg，输入长度为7的数组a={2,3,1,0,2,5,3}，那么对应的输出是重复的数字2或者3

分析：可考虑几种方法

1.先把输入的数组排序，从排序的数组中找出重复的数字，即从头到尾扫描排序后的数组，排序长为n的数组的时间复杂度为O(nlogn)

2.哈希表，从头到尾顺序扫描数组的每个数，每扫描到一个数字的时候，都可以用O(1)的时间判断哈希表里是否已经包含了该数字，如果哈希表里还没有该数字，就把它加入哈希表，如果有则找到一个重复数字，时间复杂度为O(n)，但是以O(n)的空间作为代价

3.从头到尾扫描数组中的数字，当扫描到下标为i的数字时，首先比较这个数字（m）是否等于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，接着重复比较、交换过程。时间复杂度为O(n)，空间为O(1)

import java.util.*;

public class wr51duplicate {
	public static int duplicate(int numbers[],int length){
		if(numbers==null || numbers.length==0){
			return -1;
		}
		Arrays.sort(numbers);
		int flag=0;
		int duplication=0;
		for(int i=0;i<length-1;i++){
			if(numbers[i]==numbers[i+1]){
				duplication=numbers[i];
				flag=1;
				break;
			}
		}
		return duplication;
	}
	
	public static int duplicate2(int numbers[],int length){
		if(numbers==null || numbers.length==0){
			return -1;
		}
		HashSet<Integer> hs=new HashSet<>();
		int duplication=0;
		for(int i=0;i<length;i++){
			if(!hs.add(numbers[i])){
				duplication=numbers[i];
				break;
			}
		}
		return duplication;
	}
	
	public static boolean duplicate(int numbers[],int length,int [] duplication){
		if(numbers==null || numbers.length==0){
			return false;
		}
		for(int i=0;i<length;i++){
			while(numbers[i]!=i){
				if(numbers[i]==numbers[numbers[i]]){
					duplication[0]=numbers[i];
					return true;
				}
			    int temp=numbers[i];
			    numbers[i]=numbers[temp];
			    numbers[temp]=temp;
			}
		}
		return false;
	}

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		int []a={2,3,1,0,2,5,3};
		int []result=new int[1];
		System.out.println(duplicate(a,a.length));
		System.out.println(duplicate2(a,a.length));
		System.out.println(duplicate(a,a.length,result));
	}
}