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leetcode 2551 ~ 2600
寻找文件副本

寻找文件副本

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题目描述

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代码结果

运行时间: 52 ms, 内存: 23.4 MB


/*
 * 思路:
 * 使用Java Stream API,我们可以利用Collectors.groupingBy来统计每个id出现的次数。
 * 然后我们可以使用filter和findFirst方法来找到第一个出现次数超过1次的id。
 */

import java.util.Arrays;
import java.util.Map;
import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Collectors;

public class Solution {
    public int findDuplicate(int[] documents) {
        Map<Integer, Long> frequencyMap = Arrays.stream(documents)
                .boxed()
                .collect(Collectors.groupingBy(Function.identity(), Collectors.counting()));

        return frequencyMap.entrySet().stream()
                .filter(entry -> entry.getValue() > 1)
                .findFirst()
                .map(Map.Entry::getKey)
                .orElse(-1); // 如果没有找到重复的id,则返回-1(不应该发生)
    }
}

解释

方法:

此题解采用了原地哈希的思路,即利用数组本身作为哈希表使用,以达到空间效率的最大化。具体方法是通过交换数组中的元素,使得每个数字都被放置在其值对应的索引位置上。遍历数组,对于每个位置 i,如果位置 i 上的数 nums[i] 不等于 i,则说明 nums[i] 应该被放在索引 nums[i] 上。在这个过程中,如果发现索引 nums[i] 上已经存在值 nums[i],这意味着找到了一个重复的数字。

时间复杂度:

O(n)

空间复杂度:

O(1)

代码细节讲解

🦆
为什么在发现`nums[nums[i]] == nums[i]`时可以确定找到了重复的文件id,而不是继续交换?
在算法中,目标是将每个元素放置到其值对应的索引位置。如果在尝试将`nums[i]`放到它应该去的位置`nums[nums[i]]`时,发现`nums[nums[i]]`已经是`nums[i]`,说明在`nums[i]`索引位置已经有一个`nums[i]`存在,因此`nums[i]`是重复的。继续交换并不会改变这一发现,而是可能导致无限循环,因此当发现这种情况时,算法停止并返回重复的值。
🦆
在原地哈希的过程中,如果数组中存在多个重复的数字,此算法如何确保能够返回任一正确的重复数字?
此算法通过尝试将每个数字放到其值所对应的索引位置上来寻找重复。一旦在某个位置发现已经有与要放置的数字相同的值,就立即返回那个数字。如果数组中有多个重复的数字,算法返回遇到的第一个重复数字。此算法不保证总是返回所有重复数字中的特定一个,只保证返回任一遇到的重复数字。
🦆
对于数组中所有元素已经全部在正确位置上时(例如数组已经是有序的),这种算法是否还会有效,并如何处理这种情况?
如果数组已经是有序的且每个数字都在正确的位置上(即`nums[i] == i`对所有i成立),这意味着没有重复的数字存在,每个数字都唯一地占据了其索引位置。在这种情况下,算法在遍历过程中不会进行任何交换操作,也不会找到任何重复的数字。然而,题目的前提是存在至少一个重复的数字,所以这种情况在题目给定的背景下不会出现。
🦆
在遍历和交换元素的过程中,是否存在数组越界的风险,特别是当`nums[i]`的值不在0到n-1的范围内?
如果`nums[i]`的值不在0到n-1的范围内,会存在数组越界的风险,因为程序会尝试访问不存在的索引。因此,算法的安全执行依赖于所有元素值都必须在这个范围内。在实际应用中,应在算法开始前添加检查以保证所有元素值都在合法范围内,或在实现中处理这种异常情况,以避免越界错误。

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