如何判断一个整数数组中是否有重复元素?要求时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)

时间:2021-02-23 04:27:03

题目:

写一个函数判断一个int类型的数组是否是有效的。 
所谓有效是指:假设数组大小为n,那么这个int数组里的值为0~n-1之间的数,并且每个数只能出现一次,否则就是无效数组。 
例如[5,3,1,4,2,0]是有效的,[5,3,5,1,2,0]是无效的,[5,3,6,1,2,0]是无效的。 

 

解法思路一:置换的思想

用一个temp来存储被置换出来的值,例如数组a:

5    3    1   4   2   0

首先,初始化时取第一个数5,将5放在数组的第5号位置,将原来的位置改为-1,5号被置换出来的值放在 temp。即,

-1   3   1   4   2   5       temp=0

下一步,将temp中的值放在a[temp]中:

0   3   1   4   2   5

接着,置换3:

0   -1   1   3   2   5  temp=4

0   -1   1   3   4   5  temp=2

0   -1   2   3   4   5   temp=1

0   1   2   3   4   5

排序成功,然后直接遍历一遍,后面的元素前前面的元素,值为0,则有重复。

 

优点:

只申请了一个元素的空间

缺点:

1. 结束条件比较复杂;

(1)用一个Index进行初始化temp操作,

置换过程中,如果temp置换的是-1,则取出index所指的元素赋给temp,并index++;

如果temp置换的不是-1,则取出temp要置换的内容赋给temp;

(2)可以用一个count进行计数,最多置换N次,作为结束条件。

2. 对使用条件比较苛刻,数组必须是存储的刚好[0, n-1]

 

解决思路二:置反的思想

不用移动的方法 
          5   3   1   4   2   0  
  ==》0) 5   3   1   4   2  -0      i=0; 取出j=|a[i]|=5; 令a[j]=-a[5]=-0 
     1)  5   3   1  -4   2   0      i=1; 取出j=|a[i]|=3; 令a[j]=-a[3]=-4   
     2)  5  -3   1  -4   2   0      i=2;     j=|a[i]|=1; 令a[1]=-a[1]=-3 
     3)  5  -3   1  -4  -2   0      i=3;     j=|a[i]|=4; 令a[4]=-a[4]=-2 
     4)  5  -3  -1  -4  -2   0      i=4;     j=|a[i]|=2; 令a[2]=-a[2]=-1 
     5) -5  -3  -1  -4  -2   0      i=5;     j=|a[5]|=0; 令a[0]=-a[0]=-5 
所有数为非正整数,且0只有一个,成功。同时执行一遍循环把负数弄回去,复杂度0(2N) 
  
在遍历的过程中,如果发现要取反的值为负的,说明数组中曾经存在过一个i值,使a[i]变为负数,则可知道有重复 

 

优点:

1. 不需要申请空间;

缺点:

使用条件苛刻:连续[0, n-1]的值

 

解决思路三:数组map的思想

要求空间复杂度为O(1),那么可以申请常数大小的空间,由于int最大表示范围为65536,我们可以直接申请65536大小的数组b。

将原数组中的a[i],通过b[a[i]]++,来进行计数,如果值超过1,则表明有重复。

 

优点:

申请空间比较大

缺点:

使用条件宽松,可以用于连续整数,也可以用于非连续整数的排序。

该思想很重要,需要掌握!!!