剑指Offer刷题记录——Offer 03. 数组中重复的数字

找出数组中重复的数字。
在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0～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。

示例 1：

输入：
[2, 3, 1, 0, 2, 5, 3]
输出：2 或 3
 

限制：
2 <= n <= 100000

方式1：自己做的本币方法（遍历）

public int findRepeatNumber(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 nums[i];
            }
        }
        return -1;
    }

时间复杂度O(n*n),空间复杂度O(1),记得算法老师说过，做任何替不要先想到暴力遍历的方法，基本上都会存在比它更好的方法的。

方式2：使用HashSet存储数据，因为HashSet不允许重复数据存在，则如果添加过程中出现错误就说明重复了：

public int findRepeatNumber1(int[] nums){
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        int repeat = -1;
        for(int num : nums){
            if(!set.add(num)){
                repeat = num;
                break;
            }
        }

        return repeat;

    }

这里忘了增强for循环啥格式了，搜到后记住：

for(元素数据类型 变量：数组或者Collection集合){使用变量即可}

时间复杂度 O(N)O(N) ： 遍历数组使用 O(N)O(N) ，HashSet 添加与查找元素皆为 O(1)O(1) 。
空间复杂度 O(N)O(N) ： HashSet 占用 O(N)O(N) 大小的额外空间。

方式3：来着力扣大佬的：原地交换：

题目说明尚未被充分使用，即 在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0 ~ n-1 的范围内 。 此说明含义：数组元素的 索引 和 值 是 一对多 的关系。
因此，可遍历数组并通过交换操作，使元素的 索引 与 值 一一对应（即 nums[i] = i）。因而，就能通过索引映射对应的值，起到与字典等价的作用。

遍历中，第一次遇到数字 x 时，将其交换至索引 x 处；而当第二次遇到数字 x 时，一定有 nums[x] =x ，此时即可得到一组重复数字。

算法流程：
遍历数组 nums ，设索引初始值为 i = 0i=0 :

若 nums[i] = i： 说明此数字已在对应索引位置，无需交换，因此跳过；
若 nums[nums[i]] = nums[i]： 代表索引 nums[i]处和索引 i 处的元素值都为 nums[i] ，即找到一组重复值，返回此值 nums[i]；
否则： 交换索引为 i 和 nums[i]的元素值，将此数字交换至对应索引位置。
若遍历完毕尚未返回，则返回 -1。

复杂度分析：
时间复杂度 O(N)： 遍历数组使用 O(N)，每轮遍历的判断和交换操作使用 O(1)。
空间复杂度 O(1)： 使用常数复杂度的额外空间。

public int findRepeatNumber2(int[] nums){
        int i = 0;
        while (i < nums.length){
            if (nums[i] == i){
                i++;
                continue;
            }
            if (nums[nums[i]] == nums[i])
                return nums[i];
            int temp = nums[i];
            nums[i] = nums[temp];
            nums[temp] = temp;
        }
        return -1;
    }

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