备战秋招60天算法挑战,Day22

题目链接: https://leetcode.cn/problems/missing-number/

视频题解: https://www.bilibili.com/video/BV1HS42197Hc/

LeetCode 268.丢失的数字

题目描述

给定一个包含 [0, n] 中 n 个数的数组 nums ,找出 [0, n] 这个范围内没有出现在数组中的那个数。

举个例子:

复制代码
输入:nums = [3,0,1]
输出:2
解释:n = 3,因为有 3 个数字,所以所有的数字都在范围 [0,3] 内。2 是丢失的数字,因为它没有出现在 nums 中。

视频题解

丢失的数字

思路来源

思路来源

思路解析

方法一 位运算

首先来看一下异或运算的特点,11转成二进制1011,13转成二进制1101,它们之间的异或运算如下图:

11 ^ 13 = 6,11 ^ 11 = 0,可以看出,对于二进制相同的bit位按位异或值是0,比如1 ^ 1 = 0,0 ^ 0 = 0。不同值bit位按位异或值是1,比如1 ^ 0 = 1。

利用异或运算符这个特性我们可以轻松解决这个题目。

对区间[0, n]和数组nums中所有的元素做异或运算,在nums中的元素会出现两次,不在nums中的元素只会出现一次,两个相同的元素做异或值为0,最后的结果就是不在nums中的元素。

比如n = 3,nums = [3, 0, 1]。0 ^ 1 ^ 2 ^ 3 ^ 3 ^ 0 ^ 1 = (0 ^ 0) ^ (1 ^ 1) ^ (3 ^ 3) ^ 2 = 0 ^ 2 = 2。最终2就是不在nums中的数字。

C++代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int missingNumber(vector<int>& nums) {
        int nums_len = nums.size();
        int res = nums_len;
        for (int i = 0; i < nums_len; ++i) {
            //[0,n]和nums中的元素做异或操作
            res ^= (i ^ nums[i]); 
        }
        return res;
    }
};

java代码

java 复制代码
class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        int nums_len = nums.length;
        int res = nums_len;
        for (int i = 0; i < nums_len; ++i) {
            //[0,n]和nums中的元素做异或操作
            res ^= (i ^ nums[i]);
        }
        return res;
    }
}

python 代码

python 复制代码
class Solution:
    def missingNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        nums_len = len(nums)
        res = nums_len
        for i in range(nums_len):
            #[0,n]和nums中的元素做异或操作
            res ^= (i ^ nums[i])
        return res

方法二 数学运算

因为区间[0, n]上有n + 1个元素,数组nums中只有n个元素,假设缺失的元素为X,我们可以得到如下公式:

复制代码
0 + 1 +...+ n = nums[0] + nums[1] +...+ nums[n-1] + X 

我们只需要用区间[0, n]所有元素的和减去nums中所有元素的和就得到最终的结果X。

C++代码

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int missingNumber(vector<int>& nums) {
        int nums_len = nums.size();
        int res = nums_len;
        for (int i = 0; i < nums_len; ++i) {
            //[0,n]的和减去nums中所有元素的和
            res += (i - nums[i]); 
        }
        return res;
    }
};

java代码

java 复制代码
class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        int nums_len = nums.length;
        int res = nums_len;
        for (int i = 0; i < nums_len; ++i) {
            //[0,n]的和减去nums中所有元素的和
            res += (i - nums[i]);
        }
        return res;
    }
}

python代码

python 复制代码
class Solution:
    def missingNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        nums_len = len(nums)
        res = nums_len
        for i in range(nums_len):
            #[0,n]的和减去nums中所有元素的和
            res += (i - nums[i])
        return res

复杂度分析

时间复杂度: 两种方法的整个过程都是只遍历了一遍数组,所以时间复杂度为O(n) ,n为数组nums的长度。

空间复杂度: 两种方法都只使用了几个整型变量,所以空间复杂度都是O(1)。

相关推荐
Joy T5 小时前
Agent 确定性上下文设计:从 Prompt 参数注入到能力分层
java·开发语言·微服务·架构·prompt·agent context
m0_587383008 小时前
广州 24 小时自助健身房解决方案技术实现与实战指南
java·spring·小程序·架构·需求分析
mmmmath_38 小时前
LeetCode.199.二叉树的右视图
数据结构·leetcode
·云扬·8 小时前
Prompt 工程与安全:从 System 设计到注入防御
java·人工智能·安全·ai·prompt
专注仿真8 小时前
引擎扩展性与集成设计深度剖析:从 14 个扩展点到 DIS→HLA 演进之路
开发语言·算法·仿真引擎·推演引擎
码爸8 小时前
支持向量机介绍与示例
算法·机器学习·支持向量机
怕浪猫8 小时前
2028编程圈很火的10个Skills
算法·面试·github
代码不停9 小时前
自动化测试(java)
java·开发语言·selenium·自动化
Smoothcloud润云9 小时前
PyTorch大模型权重加载与启动耗时优化实战:定位磁盘、内存与显存瓶颈
人工智能·pytorch·python·深度学习·gpu算力
databook9 小时前
从循环到向量化:NumPy提速的7个关键思维
python·数据分析·numpy