0-n-1中缺失的数字

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-1个数字有且只有一个数字不在该数组中,请找出这个数字。

方法一:

先用公式n(n-1)/2求出数字0-n-1的所有数字之和,记为s1.接着求出数组中所有数字的和,记为s2.那个不在数组中的数字就是s1-s2.这种解法需要O(n)的时间求解数组中所有数字的和。显然,该解法没有有效利用数组是递增排序的这一特点。

方法二:

如果中间元素的值和下标相等,那么下一轮查找只需要查找右半边;如果中间元素的值和下标不相等,并且它前面一个元素和它的下标相等,这意味着这个中间的数字正好是第一个值和下标不相等的元素,它的下标就是在数组中不存在的数字;如果中间元素的值和下标不相等,并且它前面一个元素和它的下标不相等,这意味着下一轮查找我们只需要在左半边查找即可。

int GetMissingNumber(const int* numbers, int length)
{
    if(numbers == nullptr || length <= 0)
        return -1;

    int left = 0;
    int right = length - 1;
    while(left <= right)
    {
        int middle = (right + left) >> 1;
        if(numbers[middle] != middle)
        {
            if(middle == 0 || numbers[middle - 1] == middle - 1)
                return middle;
            right = middle - 1;
        }
        else
            left = middle + 1;
    }

    if(left == length)
        return length;

    // 无效的输入,比如数组不是按要求排序的,
    // 或者有数字不在0到n-1范围之内
    return -1;
}

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