220119每日一题:力扣219. 存在重复元素II

题目

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，判断数组中是否存在两个 不同的索引 i 和 j ，满足 nums[i] == nums[j] 且 abs(i - j) <= k 。如果存在，返回 true ；否则，返回 false 。

示例

输入：nums = [1,2,3,1], k = 3
输出：true

输入：nums = [1,0,1,1], k = 1
输出：true

解法一：暴力

最直观的解法自然是我们的暴力解法，遍历数组，并查询其k范围内是否存在相同数字，若存在，则返回true，否则返回false。

注意避免发生右边界越界问题

class Solution {
    public boolean containsNearbyDuplicate(int[] nums, int k) {
        int len = nums.length;
        for(int i = 0;i  < len;++i){
            int j = i+k;
            //获取j边界，防止越界
            j = j < len?j:len-1;
            //遍历i到i+k范围数组
            while(j > i){
                if(nums[i] == nums[j]){
                    return true;
                }
                --j;
            }
        }
        return false;
    }
}

其运行结果如下:

51 / 51 个通过测试用例
状态：通过
执行用时: 1403 ms
内存消耗: 50.2 MB

由于暴力，其时间复杂度为O(nk)，性能并不佳

解法二：Map查重

继续思考能不能把时间复杂度优化到O(n)范围内。由于题目考查重复元素方向，容易想到使用set数据结构或Map数据结构来达到去重效果。考虑到本题需要判断两相同元素距离，因此选择Map结构。具体实现代码如下

class Solution {
    public boolean containsNearbyDuplicate(int[] nums, int k) {
        int len = nums.length;
        Map map = new HashMap<>();
        for(int i =0;i < len; ++i){
            //若Map中已存在该数据，判断其索引位置与当前元素距离。若距离不大于k，返回true，否则更新nums[i]的索引值
            if(map.containsKey(nums[i])){
                if(i - map.get(nums[i]) <= k){
                    return true;
                }else{
                	//更新nums[i]索引
                    map.put(nums[i],i);
                }
            }else{
            	//若Map中不存在该数据，在Map中记录其第一次索引位置
                map.put(nums[i],i);
            }
        }
        return false;
    }
}

其运行结果如下:

51 / 51 个通过测试用例
状态：通过
执行用时: 17 ms
内存消耗: 47.2 MB

其时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。

解法三： 滑动窗口

继续思索能否继续优化。由于该题是对固定尺寸的范围进行搜索，我们只需维护一个固定范围的窗口，对窗口内的元素进行查重判断，不需要记录其索引信息，因此可以采用Set结构来维护一个固定大小的窗格（注意在滑动窗口时需要先移出左边界元素，再移动右边界，避免新增右边界元素与要移除的左边界元素相同导致的）。具体实现代码如下:

class Solution {
    public boolean containsNearbyDuplicate(int[] nums, int k) {
        int len = nums.length;
        Set set = new HashSet<>();
        for(int i = 0;i < len; ++i){
            if(i > k){
                set.remove(nums[i - k - 1]);
            }
            if(!set.add(nums[i])){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

其运行结果如下:

51 / 51 个通过测试用例
状态：通过
执行用时: 14 ms
内存消耗: 46.5 MB

时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(k)。

如果大家还有其他更好解法，欢迎留言交流！