leetcode287 寻找重复数

博客介绍了查找重复数字的两种方法。一是二分查找,对1 - n范围数组二分,统计原数组中小于等于中间数的数目来缩小重复数字范围;二是快慢指针,利用重复数字会形成循环的特点,环的起点即为重复元素,并给出了相关参考链接。

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1.二分查找
参考:
https://leetcode.com/problems/find-the-duplicate-number/discuss/73045/Simple-C%2B%2B-code-with-O(1)-space-and-O(nlogn)-time-complexity(代码)

可以认为有两个数组,一个是原数组,一个是1-n的范围数组(无重复),每次对low-high的范围数组做二分,取中间数mid,然后去原数组中统计小于等于mid的数目,如果大于mid(如果无重复,那么应该小于等于mid),说明重复的那个数字在1-mid之间,结合范围即在(low-mid之间)。否则说明小于1-mid之间无重复,重复的应该在mid+1到hight之间

int findDuplicate(vector<int>& nums) {
    int n=nums.size()-1; 
    int low=1; //最小数为1
    int high=n; //最大数为n-1,数组范围为1-n,找中间数
    int mid;    
    while(low<high){
        mid=(low+high)/2;  //low,high是在1-n的数组上,而不是原数组上
        int count=0;
        for(int num:nums){
            if(num<=mid) count++;
        }
        if(count>mid) high=mid;
        else low=mid+1; 
    }
    return low;
}

2.快慢指针
参考:https://leetcode.com/problems/find-the-duplicate-number/discuss/72846/My-easy-understood-solution-with-O(n)-time-and-O(1)-space-without-modifying-the-array.-With-clear-explanation.

int findDuplicate(vector<int>& nums)
{
	if (nums.size() > 1)
	{
		int slow = nums[0];
		int fast = nums[nums[0]];
		while (slow != fast)
		{
			slow = nums[slow];  //一次走一步
			fast = nums[nums[fast]];  //一次走两步
		}

		fast = 0;   //快指针回到起点,慢指针在相遇点,两个一起走一步
		while (fast != slow)
		{
			fast = nums[fast];
			slow = nums[slow];
		}
		return slow;
	}
	return -1;
}

解释参考:https://www.cnblogs.com/jimmycheng/p/7519870.html

假设重复的数字是x,对应的两个下标分别为a和b,a和b也在数组里,当到a时,下一步会到x,经过一段时间后遍历到b时还会到x,一次循环。即环的起点就是那个重复的元素

### Python 实现 LeetCode 287 寻找组内的重复 对于在Python中解决寻找组内重复字的问题,可以采用多种方法来处理这个问题。一种常见的高效解法是利用二分查找或者快慢指针的方法。 #### 方法一:二分查找 通过设定左右边界并逐步缩小范围直到找到重复元素的位置。这种方法不需要额外的空间开销,并且能够有效地减少时间复杂度。 ```python def findDuplicate(nums): low = 1 high = len(nums) - 1 while low <= high: mid = (low + high) >> 1 count = sum(num <= mid for num in nums) if count > mid: duplicate = mid high = mid - 1 else: low = mid + 1 return duplicate ``` 此段代码实现了基于二分查找的解决方案[^3]。 #### 方法二:快慢指针(Floyd 判圈算法) 该方法模仿链表检测环路的思想,在不改变输入组的情况下工作。它使用两个指针——一个移动速度快于另一个;当它们相遇时,则说明存在循环即找到了重复项。 ```python def findDuplicate(nums): tortoise = hare = nums[0] # Phase 1: Find the intersection point of two runners. while True: tortoise = nums[tortoise] hare = nums[nums[hare]] if tortoise == hare: break # Phase 2: Find the entrance to cycle (duplicate element). tortoise = nums[0] while tortoise != hare: tortoise = nums[tortoise] hare = nums[hare] return hare ``` 上述代码展示了如何应用 Floyd 的判圈算法来定位重复值。 这两种方式都能够在 O(n log n) 或者更优的时间复杂度下完成任务,并且不会修改原始据结构。如果考虑空间效率的话,建议优先尝试这些原地工作的算法。
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