《剑指offer》面试题3（一） 数组中重复的数字

题目：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。例如，如果输入长度为7的数组{2, 3, 1, 0, 2, 5, 3}，那么对应的输出是重复的数字2或者3。

数组排序中尽管两重循环，每个数字最多交换两次就可以找到位置，时间复杂度为O（n）

操作在输入数组，不需额外分哦欸内存，空间复杂度O（1）

#include<cstdio>

bool duplicate(int numbers[], int length, int* duplication)
{
	// 参数:
	//        numbers:     一个整数数组
	//        length:      数组的长度
	//        duplication: (输出) 数组中的一个重复的数字
	// 返回值:             
	//        true  - 输入有效，并且数组中存在重复的数字
	//        false - 输入无效，或者数组中没有重复的数字
	if (numbers == nullptr || length <= 0)  //数组为空
	{
		return false;
	}
	for (int i = 0; i < length; ++i)  //数组元素不合法
	{
		if (numbers[i] < 0 || numbers[i]>length - 1)
		{
			return false;
		}
	}

	for (int i = 0; i < length; ++i)
	{
		while (numbers[i] != i)  //排序 与下标相同
		{
			if (numbers[i] == numbers[numbers[i]])
			{
				*duplication = numbers[i];
				return true;
			}

			//交换numbers[i]和number[numbers[i]]
			int temp = numbers[i];
			numbers[i] = numbers[temp];
			numbers[temp] = temp;
		}
	}
	return false;
}






//------------------测试代码-----------------
bool contains(int array[],int length, int number)  //输入元素遍历是否存在
{
	for (int i = 0; i < length; ++i)
	{
		if (array[i] == number)
			return true;
	}
	return false;
}

void test(char* testName, int numbers[],int lengthNumbers, int expected[],int expectedExpected,bool validArgument)
{
	printf("%s begin:",testName);

	int duplication;
	bool validInput = duplicate(numbers,lengthNumbers,&duplication);

	if (validArgument == validInput)
	{
		if (validArgument)
		{
			if (contains(expected, expectedExpected, duplication))
				printf("Passed.\n");
			else
				printf("Failed.\N");
		}
		else
			printf("Passed.\n");
	}
	else
		printf("Failed.\N");
}

// 重复的数字是数组中最小的数字
void test1()
{
	int numbers[] = { 2, 1, 3, 1, 4 };
	int duplications[] = { 1 };
	test("Test1",numbers,sizeof(numbers)/sizeof(int),duplications,sizeof(duplications)/sizeof(int),true);
}

// 重复的数字是数组中最大的数字
void test2()
{
	int numbers[] = { 2, 4, 3, 1, 4 };
	int duplications[] = { 4 };
	test("Test2", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), true);
}

// 数组中存在多个重复的数字
void test3()
{
	int numbers[] = { 2, 4, 2, 1, 4 };
	int duplications[] = { 2, 4 };
	test("Test3", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), true);
}

// 没有重复的数字
void test4()
{
	int numbers[] = { 2, 1, 3, 0, 4 };
	int duplications[] = { -1 }; // not in use in the test function
	test("Test4", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

// 没有重复的数字
void test5()
{
	int numbers[] = { 2, 1, 3, 5, 4 };
	int duplications[] = { -1 }; // not in use in the test function
	test("Test5", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

// 无效的输入
void test6()
{
	int* numbers = nullptr;
	int duplications[] = { -1 }; // not in use in the test function
	test("Test6", numbers, 0, duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

void main()
{
	test1();
	test2();
	test3();
	test4();
	test5();
	test6();
}