LeetCode 268. Missing Number (Java)

题目:

Given an array containing n distinct numbers taken from 0, 1, 2, …, n, find the one that is missing from the array.

Example 1:
Input: [3,0,1]
Output: 2

Example 2:
Input: [9,6,4,2,3,5,7,0,1]
Output: 8

Note:
Your algorithm should run in linear runtime complexity. Could you implement it using only constant extra space complexity?

解答:

//首先想到的是采用排序,很容易找到缺失数字
class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        int i;
        for(i=0;i<nums.length;i++){
            if(nums[i]!=i)
                break;
        }
        return i;
    }
}
//还可以采用高斯求和的数学方法,求和值-数组和即为缺失数字
class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        int sum=0;
        int n=nums.length;
        for(int i=0;i<n;i++){
            sum+=nums[i];
        }
        return n*(n+1)/2-sum;
    }
}

最后学习了官方使用的位运算方式:
位运算主要包括按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、取反( ~ )、左移(<<)、右移(>>)这几种,其中除了取反(~)以外,其他的都是二目运算符,即要求运算符左右两侧均有一个运算量。
其中,按位异或(^),参加运算的两个数,换算为二进制(0、1)后,进行异或运算。只有当相应位上的数字不相同时,该为才取1,若相同,即为0。可以看出,任何数与0异或,结果都是其本身。
我们知道数组中有 nn 个数,并且缺失的数在[0…n]中。因此我们可以先得到[0…n]的异或值,再将结果对数组中的每一个数进行一次异或运算。未缺失的数在[0…n]和数组中各出现一次,因此异或后得到0。而缺失的数字只在[0…n] 中出现了一次,在数组中没有出现,因此最终的异或结果即为这个缺失的数字。
在编写代码时,由于[0…n]恰好是这个数组的下标加上n,因此可以用一次循环完成所有的异或运算。
LeetCode 268. Missing Number (Java)_第1张图片

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

除此之外还可以采用哈希表的解法,但哈希表需要占用额外空间。

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