【剑指offer】找到数组中的重复元素

题目描述：
在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到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是重复的。也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。例如，如果输入长度为7的数组{2,3,1,0,2,5,3}，那么对应的输出是第一个重复的数字2。

思路：
因为n个数字，数字的范围都是在0到n-1的范围内，而数组下标的索引也是0到n-1的范围，所以如果对应的数字不在对应的索引下标上，就进行交换，将当前数字交换到应该在的索引位置处，如果交换的过程中，发现重复数字就跳出

实现代码C++版本

bool duplicate(int numbers[], int length, int *duplication) {
if (numbers == nullptr || length <= 0) {
return false;
}

for (int i = 0; i < length; ++i) {
if (numbers[i]<0 || numbers[i]>length - 1)
return false;
}

for (int i = 0; i < length; ++i)
{
while (numbers[i] != i) {
if (numbers[i] == numbers[numbers[i]]) {
*duplication = numbers[i];
return true;
}
//swap numbers[i] and numbers[numbers[i]]
int temp = numbers[i];
numbers[i] = numbers[temp];
numbers[temp] = temp;
}
}
return false;
}

java版本

class Solution {
public int findRepeatNumber(int[] nums) {
int temp;
for(int i=0;i<nums.length;i++){
while (nums[i]!=i){
if(nums[i]==nums[nums[i]]){
return nums[i];
}
temp=nums[i];
nums[i]=nums[temp];
nums[temp]=temp;
}
}
return -1;
}
}

方法二：
遍历数组
由于只需要找出数组中任意一个重复的数字，因此遍历数组，遇到重复的数字即返回。为了判断一个数字是否重复遇到，使用集合存储已经遇到的数字，如果遇到的一个数字已经在集合中，则当前的数字是重复数字。

- 初始化集合为空集合，重复的数字 repeat = -1
- 遍历数组中的每个元素：
-- 将该元素加入集合中，判断是否添加成功
---如果添加失败，说明该元素已经在集合中，因此该元素是重复元素，将该元素的值赋给 repeat，并结束遍历
- 返回 repeatclass Solution {
public int findRepeatNumber(int[] nums) {
Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
int repeat = -1;
for (int num : nums) {
if (!set.add(num)) {
repeat = num;
break;
}
}
return repeat;
}
}复杂性分析

时间复杂度：O(n)
遍历数组一遍。使用哈希集合（HashSet），添加元素的时间复杂度为 O(1)，故总的时间复杂度是 O(n)
空间复杂度：O(n)。不重复的每个元素都可能存入集合，因此占用 O(n) 额外空间。

参考链接
具体的数字交换过程

https://leetcode-cn.com/problems/shu-zu-zhong-zhong-fu-de-shu-zi-lcof/solution/mian-shi-ti-03-shu-zu-zhong-zhong-fu-de-shu-zi-b-4/