数组中的重复数字

  题目：在一个长度为n的数组里的所有数字都在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}，那么对应的输出的重复的数字2或者3。

分析：数组中的数字都在0~n-1之间，如果没有该数组中没有重复的数字，那么数组重新排序之后数字i出现的位置将是数组下标为i的位置。所有我们对该数组重新排序，从头到尾依次扫描这个数组中的每个数字。假设该数组名为numbers，当扫描到下标为i(numbres[i])比较是不是和i相等。如果是，则接着扫描下一个数字，如果不是，则将下标为numbers[i]的元素和numbers[numbers[i]互换，如果numbers[i]与numbers[numbers[i]]相等，则找到重复的数字。

实现代码：

/*
	参数：
		number[]:数组
		length:长度
		value:重复的值
	返回值：
		true:有重复值
		false:无重复值或参数错误
*/
bool selectDuplicate(int numbers[], int length, int* value)
{
	//可靠性判断
	if (numbers == nullptr || length <= 0)
	{
		return false;
	}
	for (int i = 0; i < length; i++)
	{
		if (numbers[i]<0 || numbers[i] >length - 1)
		{
			return false;
		}
	}

	for (int i = 0; i < length; i++)
	{
		while (i != numbers[i])
		{
			int temp = numbers[i];
			if (numbers[temp] == numbers[i])
			{
				*value = numbers[i];
				return true;
			}
			numbers[i] = numbers[temp];
			numbers[temp] = numbers[i];
		}
	}
	return false;
}

测试代码用的是原书中的，附上完整代码：

// ConsoleApplication1.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

/*
	题目一：找出数组中重复的数字
	在一个长度为n的数组里的所有数字都在0~n-1的范围内，数组中的某些数字
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。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
*/


#include "pch.h"
#include <cstdio>
#include <iostream>
#pragma warning(disable:4996)

using namespace std;

/*
	参数：
		number[]:数组
		length:长度
		value:重复的值
	返回值：
		true:有重复值
		false:无重复值或参数错误
*/
bool selectDuplicate(int numbers[], int length, int* value)
{
	//可靠性判断
	if (numbers == nullptr || length <= 0)
	{
		return false;
	}
	for (int i = 0; i < length; i++)
	{
		if (numbers[i]<0 | numbers[i] >length - 1)
		{
			return false;
		}
	}

	for (int i = 0; i < length; i++)
	{
		while (i != numbers[i])
		{
			int temp = numbers[i];
			if (numbers[temp] == numbers[i])
			{
				*value = numbers[i];
				return true;
			}
			numbers[i] = numbers[temp];
			numbers[temp] = numbers[i];
		}
	}
	return false;
}
// ====================测试代码====================
bool contains(int array[], int length, int number)
{
	for (int i = 0; i < length; ++i)
	{
		if (array[i] == number)
			return true;
	}

	return false;
}

void test(const char* testName, int numbers[], int lengthNumbers, int expected[], int expectedExpected, bool validArgument)
{
	printf("%s begins: ", testName);

	int duplication;
	bool validInput = selectDuplicate(numbers, lengthNumbers, &duplication);

	if (validArgument == validInput)
	{
		if (validArgument == false)
		{
			if (contains(expected, expectedExpected, duplication))
				printf("Passed.\n");
			else
				printf("FAILED.\n");
		}
		else
			printf("Passed.\n");
	}
	else
		printf("FAILED.\n");
}

// 重复的数字是数组中最小的数字
void test1()
{
	int numbers[] = { 2, 1, 3, 1, 4 };
	int duplications[] = { 1 };
	test("Test1", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), true);
}

// 重复的数字是数组中最大的数字
void test2()
{
	int numbers[] = { 2, 4, 3, 1, 4 };
	int duplications[] = { 4 };
	test("Test2", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), true);
}

// 数组中存在多个重复的数字
void test3()
{
	int numbers[] = { 2, 4, 2, 1, 4 };
	int duplications[] = { 2, 4 };
	test("Test3", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), true);
}

// 没有重复的数字
void test4()
{
	int numbers[] = { 2, 1, 3, 0, 4 };
	int duplications[] = { -1 }; // not in use in the test function
	test("Test4", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

// 没有重复的数字
void test5()
{
	int numbers[] = { 2, 1, 3, 5, 4 };
	int duplications[] = { -1 }; // not in use in the test function
	test("Test5", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

// 无效的输入
void test6()
{
	int* numbers = nullptr;
	int duplications[] = { -1 }; // not in use in the test function
	test("Test6", numbers, 0, duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

int main()
{
	test1();
	test2();
	test3();
	test4();
	test5();
	test6();

	return 0;
}