（剑指offer python）数组中重复的数字

题目 找出数组中重复的数字

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或者3。

解题思路

这里要特别注意：
1.找到任意重复的一个值并赋值到duplication[0]
2.函数返回True/False

思路1

先把输入的数字进行排序，然后从排序的数组中找出重复的数字就很容易了，只需要从头到尾扫描排序后的数组就可以了。

在python中数组的排序有两种方法，一种是sorted()方法，另一种是list.sort()方法。
（注：list.reverse()逆序排列）

两者的区别是：
1：list.sort() 方法返回none，sorted()返回结果
2：list.sort() 方法只可以供列表使用，而 sorted() 函数可以接受任意可迭代对象（iterable）
两者的运行时间如下图：

可以看到list.sort()运行更快。

实现

class Solution:
    # 这里要特别注意~找到任意重复的一个值并赋值到duplication[0]
    # 函数返回True/False
    def duplicate(self, numbers, duplication):
        # 列表排序
        numbers.sort()
        for i in range(len(numbers)):
            # 判断是否扫描到列表末尾。防止溢出。
            if i == len(numbers) - 1:
                return False
            if numbers[i] == numbers[i+1]:
                duplication[0] = numbers[i]
                return True
        return False

思路2

还可以利用哈希表来解决这个问题。从头到尾按顺序扫描数组的每个数字，每扫描到一个数字的时候，判断哈希表里是否已经包含了该数字。如果哈希表里还没有这个数字，就把它加入哈希表。如果哈希表里已经存在该数字，就找到一个重复的数字。

可以用python的字典（键值对）。因为Python对字典的key的存储方式为哈希表，对应Java中的HashMap，其查找速度为常数时间O(1)。但以空间换时间，字典需要开辟额外的存储空间，具有较高的空间复杂度。

class Solution:
    # 这里要特别注意~找到任意重复的一个值并赋值到duplication[0]
    # 函数返回True/False
    def duplicate(self, numbers, duplication):
        dict = {}
        for num in numbers:
            if num not in dict:
                dict[num] = 0
            else:
                duplication[0] = num
                return True
        return False

思路3

不需要额外的数组保存，利用题目中说“数组里数字的范围在0 ~ n-1 之间”，所以可以利用现有数组设置标志，当一个数字被访问过后，可以设置对应位上的数 + n，之后再遇到相同的数时，会发现对应位上的数已经大于等于n了，那么直接返回这个数即可。

class Solution:
    # 这里要特别注意~找到任意重复的一个值并赋值到duplication[0]
    # 函数返回True/False
    def duplicate(self, numbers, duplication):
        long = len(numbers)
        for i in range(len(numbers)):
            index = numbers[i]%long if numbers[i] >= long else numbers[i]
            if numbers[index] > long:
                duplication[0] = index
                return True
            numbers[index] += long
        return False