【剑指 offer】数组中重复的数字 -- Java 实现

一、排序

1. 分析

将输入数组排序，再判断相邻位置是否存在相同数字，如果存在，对 duplication 赋值返回，否则继续比较

2. 代码

import java.util.*;
public class Solution {
    public boolean duplicate(int numbers[],int length,int [] duplication) {
        if(numbers == null || length == 0){
            return false;
        }
        Arrays.sort(numbers);
        for(int i=0;i<length-1;i++){
            if(numbers[i] == numbers[i+1]){
                duplication[0] = numbers[i];
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

3. 复杂度

时间复杂度： $O(nlogn)$
空间复杂度： $O(1)$

二、哈希表

1. 分析

利用 HashSet 解决，从头到尾扫描数组，每次扫描到一个数，判断当前数是否存在 HashSet 中，如果存在，则重复，对 duplication 赋值返回，否则将该数加入到 HashSet 中

2. 代码

import java.util.*;
public class Solution {
    public boolean duplicate(int numbers[],int length,int [] duplication) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        for(int i =0 ;i<length;i++){
            if(set.contains(numbers[i])){
                duplication[0] = numbers[i];
                return true;
            }else{
                set.add(numbers[i]);
            }
        }
        return false;
    }
}

3. 复杂度

时间复杂度： $O(n)$
空间复杂度： $O(n)$

三、利用特性

1. 分析

数组的长度为 n 且所有数字都在 0 到 n-1 的范围内，我们可以将每次遇到的数进行"归位"，当某个数发现自己的"位置"被相同的数占了，则出现重复。
扫描整个数组，当扫描到下标为 i 的数字时，首先比较该数字（m）是否等于 i，如果是，则接着扫描下一个数字；如果不是，则拿 m 与第 m 个数比较。如果 m 与第 m 个数相等，则说明出现重复了；如果 m 与第 m 个数不相等，则将 m 与第 m 个数交换，将 m "归位"，再重复比较交换的过程，直到发现重复的数

举个栗子：
以数组 {2,3,1,0,2,5,3} 为例
当 i = 0 时，nums[i] = 2 != i，判断 nums[i] 不等于 nums[nums[i]]，交换 nums[i] 和 nums[nums[i]]，交换后数组为：{1,3,2,0,2,5,3}
此时 i = 0，nums[i] = 1 != i，判断 nums[i] 不等于 nums[nums[i]]，交换 nums[i] 和 nums[nums[i]]，交换后数组为：{3,1,2,0,2,5,3}
此时 i = 0，nums[i] = 3 != i，判断 nums[i] 不等于 nums[nums[i]]，交换 nums[i] 和 nums[nums[i]]，交换后数组为：{0,1,2,3,2,5,3}
此时 i = 0，nums[i] = 0 = i，继续下一组
当 i = 1，nums[i] = 1 = i，继续下一组
当 i = 2，nums[i] = 2 = i，继续下一组
当 i = 3，nums[i] = 3 = i，继续下一组
当 i = 4，nums[i] = 2 != i，判断 nums[i] 等于 nums[nums[i]]，出现重复，赋值返回

2. 代码

import java.util.*;
public class Solution {
    public boolean duplicate(int nums[],int length,int [] duplication) {
        if(nums == null || length == 0){
            return false;
        }
        for(int i=0;i<length;i++){
            while(nums[i] != i){
                if(nums[i] == nums[nums[i]]){
                    duplication[0] = nums[i];
                    return true;
                }
                // swap
                int tmp = nums[i];
                nums[i] = nums[tmp];
                nums[tmp] = tmp;
            }
        }
        return false;
    }
}

3. 复杂度

时间复杂度： $O(n)$
空间复杂度： $O(1)$