【数组】力扣448:找到所有数组中消失的数字

给你一个含 n 个整数的数组 nums ,其中 nums[i] 在区间 [1, n] 内。请你找出所有在 [1, n] 范围内但没有出现在 nums 中的数字,并以数组的形式返回结果。
示例1:

输入:nums = [4,3,2,7,8,2,3,1]
输出:[5,6]

示例2:

输入:nums = [1,1]
输出:[2]

重点1: 数组长度是 n;
重点2:每个数字的范围都是 [1, n]。
∴ 可以遍历寻找 1-n 是否在数组中存在

class Solution:
    def findDisappearedNumbers(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        counter = set(nums)
        res = []
        for i in range(1, len(nums)+1):
            if i not in counter:
                res.append(i)
        return res

没有counter = set(nums)情况下,显示超出时间限制
image

官方解答 - 哈希表
我们可以用一个哈希表记录数组 nums 中的数字,由于数字范围均在 [1,n] 中,记录数字后我们再利用哈希表检查 [1,n] 中的每一个数是否出现,从而找到缺失的数字。
由于数字范围均在 [1,n] 中,我们也可以用一个长度为 n 的数组来代替哈希表。这一做法的空间复杂度是 O(n) 的。我们的目标是优化空间复杂度到 O(1)。
注意到 nums 的长度恰好也为 n,能否让 nums 充当哈希表呢?
由于 nums 的数字范围均在 [1,n] 中,我们可以利用这一范围之外的数字,来表达「是否存在」的含义。
具体来说,遍历 nums,每遇到一个数 x,就让 nums[x−1] 增加 n。由于 nums 中所有数均在 [1,n] 中,增加以后,这些数必然大于 n。最后我们遍历 nums,若 nums[i] 未大于 n,就说明没有遇到过数 i+1。这样我们就找到了缺失的数字。
注意,当我们遍历到某个位置时,其中的数可能已经被增加过,因此需要对 n 取模来还原出它本来的值。

class Solution:
    def findDisappearedNumbers(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        n = len(nums)
        for num in nums:
            x = (num - 1) % n
            nums[x] += n
        ret = [i + 1 for i, num in enumerate(nums) if num <= n]
        return ret

时间复杂度:O(n)。其中 n 是数组 nums 的长度。
空间复杂度:O(1)。返回值不计入空间复杂度。

作者:LeetCode-Solution
链接:https://leetcode-cn.com/problems/find-all-numbers-disappeared-in-an-array/solution/zhao-dao-suo-you-shu-zu-zhong-xiao-shi-d-mabl/

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