多种解法全解析——力扣217. 存在重复元素

力扣217. 存在重复元素

【LeetCode题解】217. 存在重复元素（多种解法全解析）

一、题目描述

给定一个整数数组 nums，判断数组中是否存在重复元素：

如果任一值在数组中至少出现两次，返回 true。
如果数组中每个元素都不同，返回 false。

示例

示例 1：

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输入: nums = [1,2,3,1]
输出: true

示例 2：

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输入: nums = [1,2,3,4]
输出: false

示例 3：

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输入: nums = [1,1,1,3,3,4,3,2,4,2]
输出: true

提示

1 <= nums.length <= 10^5
-10^9 <= nums[i] <= 10^9

二、解法思路

这道题的核心就是：检查数组中是否有重复元素 。

下面我会从暴力法到高效解法，依次介绍多种方法。

三、解法一：暴力枚举（双重循环）

这是最直观的解法，对每个元素都去和后续所有元素比较，如果有相等的就返回 true。

时间复杂度：O(n^2)，最坏情况下要比较所有元素对。
空间复杂度：O(1)，没有额外开销。

代码实现

java 复制代码

class Solution {
    public boolean containsDuplicate(int[] nums) {
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (nums[i] == nums[j]) {
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
}

四、解法二：排序后扫描

先对数组排序，重复元素一定会出现在相邻位置。只要检查相邻是否相等即可。

时间复杂度：O(n log n)，排序的时间消耗。
空间复杂度：取决于排序算法，通常是 O(1) 或 O(log n)。

代码实现

java 复制代码

import java.util.Arrays;

class Solution {
    public boolean containsDuplicate(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] == nums[i - 1]) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

五、解法三：哈希集合（HashSet）

利用哈希集合的特性：

插入时如果发现元素已经存在，则说明有重复。

这是最常用的方法，效率也最高。

时间复杂度：O(n)，遍历一次数组。
空间复杂度：O(n)，哈希集合的存储开销。

代码实现

java 复制代码

import java.util.HashSet;

class Solution {
    public boolean containsDuplicate(int[] nums) {
        HashSet<Integer> seen = new HashSet<>();
        for (int num : nums) {
            if (seen.contains(num)) {
                return true;
            }
            seen.add(num);
        }
        return false;
    }
}

六、解法四：哈希表（HashMap）

与 HashSet 类似，用哈希表统计每个元素的出现次数，如果某个元素超过 1，则返回 true。

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

代码实现

java 复制代码

import java.util.HashMap;

class Solution {
    public boolean containsDuplicate(int[] nums) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int num : nums) {
            if (map.containsKey(num)) {
                return true;
            }
            map.put(num, 1);
        }
        return false;
    }
}

七、解法五：流式写法（Java 8+）

如果使用 Java 8 及以上版本，可以利用流的去重特性。

通过比较去重前后的长度是否相等，判断是否有重复元素。

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

代码实现

java 复制代码

import java.util.Arrays;

class Solution {
    public boolean containsDuplicate(int[] nums) {
        return Arrays.stream(nums).distinct().count() < nums.length;
    }
}

八、总结

方法	时间复杂度	空间复杂度	适用场景
暴力枚举	O(n^2)	O(1)	数据规模很小
排序后扫描	O(n log n)	O(1)~O(log n)	中等规模，允许排序
哈希集合	O(n)	O(n)	高效通用，推荐
哈希表计数	O(n)	O(n)	适合需要统计频率
流式写法	O(n)	O(n)	简洁优雅，但开销稍大

其中 哈希集合解法 是最常用、最推荐的方案。