Leetcode:645. 错误的集合——Java暴力解法&哈希表法

题目------Leetcode:645. 错误的集合

集合 s 包含从 1 到 n 的整数。不幸的是，因为数据错误，导致集合里面某一个数字复制了成了集合里面的另外一个数字的值，导致集合 丢失了一个数字 并且 有一个数字重复 。

给定一个数组 nums 代表了集合 S 发生错误后的结果。

请你找出重复出现的整数，再找到丢失的整数，将它们以数组的形式返回
示例 1：
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输入：nums = [1,2,2,4]
输出：[2,3]
示例 2：
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输入：nums = [1,1]
输出：[1,2]

题目分析：

这个题目有很多个陷阱需要注意。首先，题目中未说明nums数组是按照有序的顺序给出的。所以我们使用暴力解法时，一定要先排序，后做判断。其次，要注意特殊情况,即要判断丢失数据是否是1或者n。

方法一：暴力解法

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class Solution {
    public int[] findErrorNums(int[] nums) {
        int ln = nums.length;
        int repeat = -1, lose = -1;
        
        // 对数组进行排序
        Arrays.sort(nums);
        
        // 检查数组的第一个元素是否不等于1，如果是，则缺失的数字是1
        if (nums[0] != 1) {
            lose = 1;
        } 
        // 检查数组的最后一个元素是否不等于数组长度，如果是，则缺失的数字是数组长度
        else if (nums[ln - 1] != ln) {
            lose = ln;
        }
        
        // 遍历数组，找出重复的数字和缺失的数字之间的空隙
        for (int i = 1; i < ln; i++) {
            // 如果当前元素与前一个元素相等，则找到了重复的数字
            if (nums[i] == nums[i - 1]) {
                repeat = nums[i];
            }
            // 如果当前元素与前一个元素的差为2，则缺失的数字是这两个数之间的那个数
            if (nums[i] - nums[i - 1] == 2) {
                lose = nums[i] - 1;
            }
        }
        
        // 返回包含重复数字和缺失数字的数组
        return new int[]{repeat, lose};
    }
}

时间复杂度：O(nlogn)
空间复杂度：最坏情况下 O(n)，但可能依赖于具体实现的排序算法。

方法二：哈希表法

哈希表要比方法一更简单容易理解一些。我们把数组中的数字都存入哈希表中。

我们知道，重复的数字在数组中出现 2 次，丢失的数字在数组中出现 0 次，其余的每个数字在数组中出现 1 次。因此可以使用哈希表记录每个元素在数组中出现的次数，然后遍历从 1 到 n 的每个数字，分别找到出现 2 次和出现 0 次的数字，即为重复的数字和丢失的数字。

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class Solution {
    public int[] findErrorNums(int[] nums) {
        // 用于存储错误数字的数组
        int[] errorNums = new int[2];
        // 获取数组的长度
        int n = nums.length;
        // 使用HashMap来记录每个数字出现的次数
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();

        // 遍历数组，统计每个数字的出现次数
        for (int num : nums) {
            map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }

        // 遍历从1到n的每个数字，找出重复和缺失的数字
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            // 获取当前数字在map中的出现次数
            int count = map.getOrDefault(i, 0);
            // 如果出现两次，说明是重复的数字
            if (count == 2) {
                errorNums[0] = i;
            } 
            // 如果未出现，说明是缺失的数字
            else if (count == 0) {
                errorNums[1] = i;
            }
        }

        // 返回包含两个错误数字的数组
        return errorNums;
    }
}

在代码中，

getOrDefault(i, 0)： 是**HashMap** 类的一个方法，用于获取键 i 的值。
- i：是要查找的键。
- 0：是如果键 i 不存在于 map 中时返回的默认值。
map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);用来存储每个元素出现的次数。

复杂度：

时间复杂度：O(n)，其中 n 是数组 nums 的长度。
**空间复杂度：**O(n)。