【剑指 Offer】 03. 数组中重复的数字

题目描述
在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0～n-1 的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字重复了，也不知道每个数字重复了几次。请找出数组中任意一个重复的数字

示例
输入：
[2, 3, 1, 0, 2, 5, 3]
输出：2 或 3

限制：
2 <= n <= 100000

解题思路：
首先初始化定义一个全0的数字列表，这个列表的索引下标可以作为输入值，具体列表值作为数字重复次数。

class Solution:
    def findRepeatNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        isRepeat = [0]*len(nums)
        for x in nums:
            isRepeat[x] += 1
        for i,j in enumerate(isRepeat):
            if j > 1:
                return i

Leetcode上的其他两种解法

• 哈希表 / Set

class Solution:
    def findRepeatNumber(self, nums: [int]) -> int:
        dic = set()
        for num in nums:
            if num in dic: return num
            dic.add(num)
        return -1

复杂度分析：
时间复杂度 O(N)： 遍历数组使用O(N) ，HashSet 添加与查找元素皆为 O(1)。
空间复杂度 O(N)： HashSet 占用O(N)大小的额外空间

• 原地交换
  
  image.png
  
  遍历中，第一次遇到数字 x时，将其交换至索引 x处；而当第二次遇到数字 x时，一定有 nums[x] = x，此时即可得到一组重复数字。

class Solution:
    def findRepeatNumber(self, nums: [int]) -> int:
        i = 0
        while i < len(nums):
            if nums[i] == i:
                i += 1
                continue
            if nums[nums[i]] == nums[i]: return nums[i]
            nums[nums[i]], nums[i] = nums[i], nums[nums[i]]
        return -1

复杂度分析：
时间复杂度 O(N)： 遍历数组使用 O(N)，每轮遍历的判断和交换操作使用 O(1)。
空间复杂度 O(1)： 使用常数复杂度的额外空间。