448找到所有数组中消失的数字

题目描述

给定一个范围在 1 ≤ a[i] ≤ n ( n = 数组大小 ) 的 整型数组，数组中的元素一些出现了两次，另一些只出现一次。
找到所有在 [1, n] 范围之间没有出现在数组中的数字。
您能在不使用额外空间且时间复杂度为O(n)的情况下完成这个任务吗? 你可以假定返回的数组不算在额外空间内。

示例:
输入:
[4,3,2,7,8,2,3,1]
输出:
[5,6]

思路分析

• 思路一：第一次遍历，对在 i 位上的元素进行判断，若nums[i] != (i + 1)则循环交换nums[i]==nums[nums[i]-1]，当出现两个位置上元素相同时中断。第二次循环，整个数组已经排序完毕，直接找nums[i] != (i + 1)的index值。
• 思路二：基于思路一的改进，将swap步骤舍弃，对 i 位元素进行判断，若nums[i] != (i + 1)则将nums[nums[i]-1]置反，最后遍历只用找到元素值为正值的index值。

代码实现

/**
 * 思路相似，但标准答案比这个更简便
 * 直接将元素置反，不用交换元素值节省时间
 *
 * @param nums
 * @return
 */
public static List<Integer> findDisappearedNumbers1(int[] nums) {
    List<Integer> list = new LinkedList<>();
    int length = nums.length;
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        while (nums[i] != (i + 1)) {
            if (nums[i] == nums[nums[i] - 1]) {
                break;
            }
            swap(nums, i, nums[i] - 1);
        }
    }
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        if (nums[i] != (i + 1)) {
            list.add(i + 1);
        }
    }
    return list;
}

public static void swap(int[] nums, int a, int b) {
    nums[a] = nums[a] ^ nums[b];
    nums[b] = nums[b] ^ nums[a];
    nums[a] = nums[a] ^ nums[b];
}

/**
 * 标准答案直接将元素值置反，最后统计正值便可
 */
public static List<Integer> findDisappearedNumbers(int[] nums) {
    List<Integer> list = new LinkedList<>();
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        int tmp = Math.abs(nums[i]) - 1;
        if (nums[tmp] > 0) {
            nums[tmp] = -nums[tmp];
        }
    }
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        if (nums[i] > 0) {
            list.add(i + 1);
        }
    }
    return list;
}