【Leetcode】剑指Offer 03：数组中重复的数字

找出数组中重复的数字。
在一个长度为 n 的数组 nums 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。请找出数组中任意一个重复的数字。
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/shu-zu-zhong-zhong-fu-de-shu-zi-lcof
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AC代码

class Solution:
    def findRepeatNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        easylist = [0 for _ in range(len(nums))]
        for i in nums:
            easylist[i] += 1
            if easylist[i] >= 2:
                return i
            

妙解

class Solution {
public:
    int findRepeatNumber(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        for(int i = 0; i < n; i++){
            int k = nums[i];
            if(k < 0) k += n;
            if(nums[k] < 0) return k;
            nums[k] -= n;
        }
        
        return -1;
    }
};

此方法解题逻辑为，利用数组下标来标记数字个数，如果有两个及以上的相同元素，那么该元素对应的数组列表数字就会小于0。由于是按索引顺序遍历，因此需要考虑+n来避免遍历顺序导致的错过相同元素。此解法属于该问题的特解，是在数组列表个数以及元素大小范围确定的前提下才有的解法。

事实上，笔者在最开始做题时也想到了空间为O(1)的解法，是通过跳跃查询来试图实现的，本质也是想要通过这个题目当中的数组特点来解题。但是由于笔者选择了覆盖元素的方法，导致不论怎么修改算法，都会丢失元素。而这个解法的巧妙之处在于，通过-n这个固定数值，保留了原本的信息，很棒的思路。

常规解法

哈希表

class Solution:
    def findRepeatNumber(self, nums: [int]) -> int:
        dic = set()
        for num in nums:
            if num in dic: return num
            dic.add(num)
        return -1

Python中的哈希表可以通过set()来实现，通过in方法查询即可解决，这种方式的时空复杂度和笔者解法本质上是一样的。

原地交换

class Solution:
    def findRepeatNumber(self, nums: [int]) -> int:
        i = 0
        while i < len(nums):
            if nums[i] == i:
                i += 1
                continue
            if nums[nums[i]] == nums[i]: return nums[i]
            nums[nums[i]], nums[i] = nums[i], nums[nums[i]]
        return -1

笔者非常喜欢这个解法，最简单高效地利用了数组的特点，比跳跃查询什么的思路简单，易懂。没有想到这个解法实在是脑子秀逗了。