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力扣每日一题2021/8/29

发表于 更新于 分类于 ， 阅读次数：

题目：268. 丢失的数字

给定一个包含 [0, n] 中 n 个数的数组 nums ，找出 [0, n] 这个范围内没有出现在数组中的那个数。

进阶：

  • 你能否实现线性时间复杂度、仅使用额外常数空间的算法解决此问题?

难度：简单

示例 1：

输入：nums = [3,0,1]
输出：2
解释：n = 3，因为有 3 个数字，所以所有的数字都在范围 [0,3] 内。2 是丢失的数字，因为它没有出现在 nums 中。

示例 2：

输入：nums = [0,1]
输出：2
解释：n = 2，因为有 2 个数字，所以所有的数字都在范围 [0,2] 内。2 是丢失的数字，因为它没有出现在 nums 中。

示例 3：

输入：nums = [9,6,4,2,3,5,7,0,1]
输出：8
解释：n = 9，因为有 9 个数字，所以所有的数字都在范围 [0,9] 内。8 是丢失的数字，因为它没有出现在 nums 中。

示例 4：

输入：nums = [0]
输出：1
解释：n = 1，因为有 1 个数字，所以所有的数字都在范围 [0,1] 内。1 是丢失的数字，因为它没有出现在 nums 中。

提示：

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 10^4
  • 0 <= nums[i] <= n
  • nums 中的所有数字都 独一无二

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/missing-number
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

解题思路

  1. 数学
  2. 使用额外数组空间
  3. 排序
  4. 哈希表
  5. 位运算

解题代码

数学

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class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= nums.length; i++){
            sum += i;
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++){
            sum -= nums[i];
        }
        return sum;
    }
}

使用额外的数组空间

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class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        int[] newNums = new int[nums.length + 1];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++){
            newNums[nums[i]] = 1;
        }
        for (int i = 0; i < newNums.length; i++){
            if (newNums[i] == 0){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}

官方解题代码

排序

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class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);

        // 判断 n 是否出现在末位
        if (nums[nums.length-1] != nums.length) {
            return nums.length;
        }
        // 判断 0 是否出现在首位
        else if (nums[0] != 0) {
            return 0;
        }

        // 此时缺失的数字一定在 (0, n) 中
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            int expectedNum = nums[i-1] + 1;
            if (nums[i] != expectedNum) {
                return expectedNum;
            }
        }

        // 未缺失任何数字（保证函数有返回值）
        return -1;
    }
}

哈希表

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class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        Set<Integer> numSet = new HashSet<Integer>();
        for (int num : nums) numSet.add(num);

        int expectedNumCount = nums.length + 1;
        for (int number = 0; number < expectedNumCount; number++) {
            if (!numSet.contains(number)) {
                return number;
            }
        }
        return -1;
    }
}

位运算

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class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        int missing = nums.length;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            missing ^= i ^ nums[i];
        }
        return missing;
    }
}

数学

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class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        int expectedSum = nums.length*(nums.length + 1)/2;
        int actualSum = 0;
        for (int num : nums) actualSum += num;
        return expectedSum - actualSum;
    }
}