重生之我是孔乙己——查找数组缺失元素的几种方法

简介: 重生之我是孔乙己——查找数组缺失元素的几种方法

题目


数组nums包含从0到n的所有整数,但其中缺了一个。请编写代码找出那个缺失的整数。你有办法在O(n)时间内完成吗?


示例 1:


输入:[3,0,1]

输出:2

示例 2:


输入:[9,6,4,2,3,5,7,0,1]

输出:8


排序法


第一种方法,需要用到qsort函数,先将数组按从小到大排好序,然后遍历,当下标与该数组元素不相等时,返回这个数组元素的值。


冒泡排序的时间复杂度是o(n^2),而快速排序的时间复杂度是o(n*logn),我们选择效率更优的快速排序。 排序之后我们需要遍历数组,那程序总共需要执行n*logn+n次。


时间复杂度是o(n*logn)。


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int cmp(const void* a, const void* b)
{
  return *(int*)a - *(int*)b; //由小到大排序
  //return *(int *)b - *(int *)a; 由大到小排序
}
int missingNumber(int* nums, int NumsSize)
{
  int i;
  qsort(nums, NumsSize, sizeof(nums[0]), cmp);
  for (i = 0; i <=NumsSize; i++)
  {
  if (i != nums[i])
  {
    return i;
  }
  }
  return -1;
}
int main()
{
  int a[] = {7,9,10 ,0,3,4,1,2,5,6};
  if (missingNumber(a, sizeof(a) / sizeof(a[0])) == -1)
  {
  printf("未找到\n");
  }
  else
  printf("%d",missingNumber(a, sizeof(a) / sizeof(a[0])));
  return 0;
}


异或法


异或,这个方法思路类似于之前找单身狗那道题,异或的两个元素相同为0,相异为1。


要注意第二次遍历次数是数组大小加一,原因是要加上缺失的那一个元素。


除了缺失的元素,其余元素异或的结果一定为0,所以第二次异或的结果一定是缺失的元素值。


程序要执行2n次。


时间复杂度:o(n),比第一种效率更高。


#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int a[] = { 7,9,10 ,0,3,4,1,2,5,6 };
  int i = 0;
  int x = 0;
  while (i <sizeof(a)/sizeof(a[0]))
  {
  x ^= a[i];
  i++;
  }
  for (i = 1; i <= sizeof(a)/sizeof(a[0]) + 1; i++)
  {
  x ^= i;
  }
  printf("%d", x);
  return 0;
}


最天才的方法


鬼才才能想出来的方法,果然是大道至简!


第一次遍历将整个数组以及缺失的元素加到一起。


第二次遍历将原数组的值挨个减掉,这样最后剩下的值一定就是所缺失的元素。


时间复杂度是惊人的o(n),芜湖,最好使竟是最单纯的,感动了!


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int missingNumber(int* nums, int numsSize) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < numsSize + 1; i++)
  {
  sum += i;
  }
  for (int i = 0; i < numsSize; i++)
  {
  sum -= nums[i];
  }
  return sum;
}

总结

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