LeetCode 41. First Missing Positive

LeetCode 41. First Missing Positive

Description:

Given an unsorted integer array, find the first missing positive integer.
Your algorithm should run in O(n) time and uses constant space.

Example:

For example,
Given [1,2,0] return 3,
and [3,4,-1,1] return 2.

---

分析：

虽然这道题的题意很简单，但其实这道题还是有些难度的。
首先我们知道一个数放在正确位置上表示：该数的值要比其位置大1，例如，数值1要放在位置0上，数值2要放在位置1上。
所以我们要把位置“放错”的两个数交换过来，从这一点出发，nums[i]要放在nums[i] - 1这个位置上，即要把nums[i]和nums[nums[i] - 1]这两个数交换位置，可利用swap函数解决该问题。
这里需要注意一下下面的代码，每一次交换过后需要让i减1，因为该数值还没判断与其位置的关系，所以需要从该数继续开始判断。
循环完成上述过程后，得到一个位置正确的数组。
最后，再一次遍历找出第一个缺失的数。

例子：

举个例子：数组[3, 4, -1, 1]

• 第一次循环：
  nums[2] != nums[0]，
  因此交换：nums[2] = 3；nums[0] = -1
  数组变为[-1, 4, 3, 1].
• 第二次循环：
  nums[0] = -1 < 0，因此不交换
• 第三次循环：
  nums[3] != nums[1]
  因此交换：nums[3] = 4；nums[1] = 1
  数组变为[-1, 1, 3, 4].
• 第四次循环：
  nums[0] != nums[1]
  因此交换：nums[0] = 1；nums[1] = -1
  数组变为[1, -1, 3, 4].
• 第五次循环：
  nums[2] == 3，if语句不执行
• 第六次循环：
  nums[3] == 4，if语句不执行

最后循环得出2不在属于它的位置1上，故返回2。

代码如下：

class Solution {
public:
    int firstMissingPositive(vector<int>& nums) {
        int len = nums.size();
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            if (nums[i] != i + 1) {
                if (nums[i] > 0 && nums[i] <= len && nums[nums[i] - 1] != nums[i]) {
                    swap(nums[i], nums[nums[i] - 1]);
                    i--;
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            if (nums[i] != i + 1) {
                return i + 1;
            }
        }
        return len + 1;
    }
};

Discuss上一个比较简便的解法：

class Solution {
public:
    int firstMissingPositive(vector<int>& nums) {
        int len = nums.size();
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            while (nums[i] > 0 && nums[i] <= len && nums[nums[i] - 1] != nums[i]) {
                swap(nums[i], nums[nums[i] - 1]);
            }
        }
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            if (nums[i] != i + 1) {
                return i + 1;
            }
        }
        return len + 1;
    }
};