剑指Offer——面试题3：数组中重复的数字

面试题3（一）：找出数组中重复的数字
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。（判断存在即可）

#include<iostream>
using namespace std;
// 方法一：利用排序数组，从头扫描数组
bool duplicate(int nums[], int length) {
	if(nums == NULL || length<=0) return false;
	for(int i=0; i<length; i++) {
		if(nums[i]<0 || nums[i]>length-1) {
			return false;
		}
	}
	for(int i=0; i<length; i++) {
		while(nums[i] != i) {
			if(nums[i] == nums[nums[i]]) {
				printf("%d", nums[i]);
				return true;
			}
			int temp = nums[i];
			nums[i] = nums[temp];
			nums[temp] =temp;
		}
	}
	return false;
}
// 方法二：利用哈希表处理
bool duplicate1(int nums[], int length) {
	if(nums == NULL || length<=0) return false;
	for(int i=0; i<length; i++) {
		if(nums[i]<0 || nums[i]>length-1) {
			return false;
		}
	}
	int hashTable[length] = {0};
	for(int i=0; i<length; i++) {
		if(hashTable[nums[i]] == 0) hashTable[nums[i]]++;
		else {
			printf("%d", nums[i]);
			return true;
		}
	}
	return false;
}
int main() {
	int a[7] = {2, 3, 1, 0, 2, 5, 3};
	if(!duplicate1(a, 7)){
		printf("no duplicate number !!!");
	}
	return 0;
}

题目二：不修改数组找出重复的数字。
在一个长度为n+1的数组里的所有数字都在 1~n的范围内，所以数组中至少有一个数字是重复的。请找出数组中任意一个重复的数字，但不能修改输入的数组。例如，如果输入长度为8的数组{2, 3, 5, 4,3, 2, 6, 7}, 那么对应的输出是重复的数字2或者3。

#include<iostream>
using namespace std;
// 方法一:利用哈希表找出重复数字，该方法可以找出所有重复数字
int getDuplication(const int* nums, int length) {
	if(nums == NULL || length<=0) return -1;
	int hashTable[length] = {0};
	for(int i=0; i<length; i++) {
		if(nums[i]>length-1 || nums[i]<0) return -1;
		else {
			if(hashTable[nums[i]] == 0) hashTable[nums[i]]++;
			else return nums[i];
		}
	}
	return -1;
}
/**
* 方法二：二分查找的思路，这种算法相当于以时间换空间，该算法不能保证找出所有重复的数字。
*
**/
int countRange(const int* nums, int length, int start, int end) {
	if(nums ==NULL) return 0;
	int count=0;
	for(int i=0; i<length; i++) {
		if(nums[i]>=start && nums[i]<=end) count++;
	}
	return count;
}
int getDuplication1(const int* nums, int length) {
	if(nums == NULL || length<=0) return -1;
	int start = 1;
	int end = length-1;
	while(end>=start) {
		int middle = ((end-start)>>1) + start;
		int count = countRange(nums, length, start, middle);
		if(end==start) {
			if(count>1) return start;
			else break;
		}
		if(count > (middle-start+1)) end=middle;
		else start=middle+1;
	}
	return -1;
}
int main() {
	int a[7] = {2, 3, 1, 0, 2, 5, 3};
	printf("%d", getDuplication1(a, 7));
	return 0;
}