【Golang】LeetCode-剑指Offer-面试题53 - II-0～n-1中缺失的数字【四种解法】

题目

一个长度为n-1的递增排序数组中的所有数字都是唯一的，并且每个数字都在范围0～n-1之内。
在范围0～n-1内的n个数字中有且只有一个数字不在该数组中，请找出这个数字。

示例 1:

输入: [0,1,3] 输出: 2
示例 2:

输入: [0,1,2,3,4,5,6,7,9] 输出: 8

限制：

1 <= 数组长度 <= 10000

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/que-shi-de-shu-zi-lcof

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解法一:二分查找

• 定义 left:=0 right:=len(nums) 用来确定数组的 mid
• 因为nums是有序数组，如果mid下标的值和mid不相同就在左边查找
• 如果 nums[mid]==mid ，说明左边是连续的有序数组，缺失的数字就在右边查找
• left 需要向上取整+1

–执行用时：20 ms --消耗内存：6 MB

func missingNumber(nums []int) int {
    left:=0
    right:=len(nums)
    for left<right{
        mid:=(left+right)>>1
        if nums[mid]!=mid{
         	//nums是有序数组，如果mid和数字不相同就在左边查找
            right=mid
        }else{
         	//如果mid和数字相同，说明左边是连续的有序数组
         	//缺失的数字就在右边查找，left向上取整+1
            left=mid+1
        }
    }
    return left
}

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解法二:异或

• ^= 位逻辑异或赋值，是一个复合赋值运算符
• 异或就是两个数的二进制形式，按位对比，相同则取0。
  • 0^0→0 , 0^1→1 , 1^0→1 , 1^1→0
  • 任何数与0异或等于它本身，即a^0=a
  • 一个数与自己异或结果为0，即a^a=0
• 令0~n的数与nums中的数异或，运算中除了缺失值只出现一次外，其他数都出现两次等同于与自身异或。

–执行用时：16 ms --内存消耗：6 MB

func missingNumber(nums []int) int {
    var count=len(nums)
    for i,v:=range nums{
        count^=i^v
    }
    return count
}

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解法三:总和的差值

1. 计算当数组不缺数字时的总和 count
2. count减去该数组nums的总和
3. 得到的差值即是缺失的数字

–执行用时：20 ms --内存消耗：6 MB

func missingNumber(nums []int) int {
    n:=len(nums)
    count:=(n+n*n) >> 1
    for _,v:=range nums{
        count-=v
    }
    return count
}

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解法四:记录数字

1. 利用数组中数字与数组的索引相同
2. 申请一个长度为 len(nums)+1 的 bool 数组 flag
3. 遍历 nums 数组并记录数字在 flag 数组中对应的索引的值为 true
4. 再遍历一次 flag 数组 ，得到其中值为false的索引即为缺失的数字

–执行用时：28 ms --内存消耗：5.9 MB

func missingNumber(nums []int) int {
    flag:=make([]bool,len(nums)+1)
    for _,v:=range nums{
        flag[v]=true
    }
    for i,v:=range flag{
        if v==false{
            return i
        }
    }
    return 0
}

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