剑指offer之找出数组中重复的数字

1.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。

2.思路

从哈希表的思路拓展，重排数组：把扫描的每个数字（如数字m）放到其对应下标（m下标）的位置上，若同一位置有重复，则说明该数字重复。

（在动手写代码前应该先想好测试用例）

3.测试用例

1.数组中带一个或多个重复数字

2.数组中不包含重复的数字

3.无效输入测试用例（空数组，数组数字越界等）

4.完整Java代码

/**
 * @Description 找出数组中重复的数字
 *
 * @author yongh
 * @date 2018年7月16日 上午10:24:05
 */
 
/*
 * 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。
 */
public class FindDuplication {
 
    /**
     * 找到数组中一个重复的数字
     * 返回-1代表无重复数字或者输入无效
     */
    public int getDuplicate(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length <= 0) {
            System.out.println("数组输入无效！");
            return -1;
        }
        for (int a : arr) {
            if (a < 0 || a > arr.length - 1) {
                System.out.println("数字大小超出范围！");
                return -1;
            }
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int temp;
            while (arr[i] != i) {
                if (arr[arr[i]] == arr[i])
                    return arr[i];
                // 交换arr[arr[i]]和arr[i]
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[temp];
                arr[temp] = temp;
            }
        }
        System.out.println("数组中无重复数字！");
        return -1;
    }
 
    // ==================================测试代码==================================
    /**
     *数组为null
     */
    public void test1() {
        System.out.print("test1：");
        int[] a = null;
        int dup = getDuplicate(a);
        if (dup >= 0)
            System.out.println("重复数字为：" + dup);
    }
 
    /**
     *数组无重复数字
     */
    public void test2() {
        System.out.print("test2：");
        int[] a = { 0, 1, 2, 3 };
        int dup = getDuplicate(a);
        if (dup >= 0)
            System.out.println("重复数字为：" + dup);
    }
 
    /**
     *数组数字越界
     */
    public void test3() {
        System.out.print("test3：");
        int[] a = { 1, 2, 3, 4 };
        int dup = getDuplicate(a);
        if (dup >= 0)
            System.out.println("重复数字为：" + dup);
    }
 
    /**
     *数组带重复数字
     */
    public void test4() {
        System.out.print("test4：");
        int[] a = { 1, 2, 3, 2, 4 };
        int dup = getDuplicate(a);
        if (dup >= 0)
            System.out.println("重复数字为：" + dup);
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        FindDuplication f = new FindDuplication();
        f.test1();
        f.test2();
        f.test3();
        f.test4();
    }
}

空间复杂度：O(1)

====================================================================

5. 在牛客网中提交的代码如下（不含测试代码）：

public class Solution {
   // Parameters:
   //    numbers:     an array of integers
   //    length:      the length of array numbers
   //    duplication: (Output) the duplicated number in the array number,length of duplication array is 1,so using duplication[0] = ? in implementation;
   //                  Here duplication like pointor in C/C++, duplication[0] equal *duplication in C/C++
   //    这里要特别注意~返回任意重复的一个，赋值duplication[0]
   // Return value:       true if the input is valid, and there are some duplications in the array number
   //                     otherwise false
   public boolean duplicate(int numbers[],int length,int [] duplication) {
       if(numbers==null||length<=0)
           return false;
       for(int a:numbers){
           if(a<0||a>=length)
               return false;
       }
         
       int temp;
       for(int i=0;i<length;i++){
           while(numbers[i]!=i){
               if(numbers[numbers[i]]==numbers[i]){
                   duplication[0]=numbers[i];
                   return true;
               }
               temp=numbers[i];
               numbers[i]=numbers[temp];
               numbers[temp]=temp;
           }
       }
       return false;
   }
}

在Java的方法中，可以用duplication[0]代替C/C++中的指针*duplication，从而在返回boolean的同时，也可以获得需要的数字。