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剑指 Offer 03. 数组中重复的数字

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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。

  1. 示例 1：
  3. 输入：
  4. [2, 3, 1, 0, 2, 5, 3]
  5. 输出：2 或 3 
  8. 限制：
  10. 2 <= n <= 100000

解法

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

剑指 Offer 04. 二维数组中的查找

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在一个 n * m 的二维数组中，每一行都按照从左到右递增的顺序排序，每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数，输入这样的一个二维数组和一个整数，判断数组中是否含有该整数。

示例:

现有矩阵 matrix 如下：

[
  [1,   4,  7, 11, 15],
  [2,   5,  8, 12, 19],
  [3,   6,  9, 16, 22],
  [10, 13, 14, 17, 24],
  [18, 21, 23, 26, 30]
]
给定 target = 5，返回 true。

给定 target = 20，返回 false。



限制：
0 <= n <= 1000
0 <= m <= 1000

解法

class Solution {
    public boolean findNumberIn2DArray(int[][] matrix, int target) {
        if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {
            return false;
        }
        int m = matrix.length, n = matrix[0].length;
        int i = 0, j = n - 1;
        while (i < m && j >= 0) {
            int tmp = matrix[i][j];
            if (tmp > target) {
                j--;
            } else if (tmp < target) {
                i++;
            } else {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

剑指 Offer 29. 顺时针打印矩阵

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输入一个矩阵，按照从外向里以顺时针的顺序依次打印出每一个数字。

示例 1：

输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
输出：[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
示例 2：

输入：matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
输出：[1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]


限制：

0 <= matrix.length <= 100
0 <= matrix[i].length <= 100

解法

class Solution {
    public int[] spiralOrder(int[][] matrix) {
        if (matrix.length == 0) {
            return new int[0];
        }
        int row = 0, col = 0, m = matrix.length - 1, n = matrix[0].length - 1;
        int[] res = new int[(m+1) * (n+1)];
        int index = 0;
        while (true) {
            for (int i = col; i <= n; ++i) {
                res[index++] = matrix[row][i];
            }
            if (++row > m) {
                break;
            }
            for (int i = row; i <= m; ++i) {
                res[index++] = matrix[i][n];
            }
            if (--n < col) {
                break;
            }
            for (int i = n; i >= col; --i) {
                res[index++] = matrix[m][i];
            }
            if (--m < row) {
                break;
            }
            for (int i = m; i >= row; --i) {
                res[index++] = matrix[i][col];
            }
            if (++col > n) {
                break;
            }
        }
        return res;
    }
}

剑指 Offer 53 - I. 在排序数组中查找数字 I

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统计一个数字在排序数组中出现的次数。

示例 1:

输入: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
输出: 2
示例 2:

输入: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
输出: 0


限制：

0 <= 数组长度 <= 50000

解法

用二分法找到第一次出现target的位置，然后遍历即可。

class Solution {
    public int search(int[] nums, int target) {
        int firstIndex = -1;
        if (nums.length == 0 || nums[0] > target) {
            return 0;
        }
        int low = 0, high = nums.length - 1;
        // 用二分查找，找到第一次出现target的位置
        while (low <= high) {
            int mid = low + ((high - low) >> 1);
            if (nums[mid] >= target) {
                if (mid == 0 || (nums[mid] == target && nums[mid - 1] < target)) {
                    firstIndex = mid;
                    break;
                }
                else {
                    high = mid - 1;
                } 
            }
            else {
                low = mid + 1;
            }
        }
        if (firstIndex != -1 && nums[firstIndex] == target) {
            if (firstIndex == nums.length - 1) {
                return 1;
            }
            else {
                // 往下遍历找到第二次出现target 的位置
                for (int i = firstIndex + 1; i < nums.length; ++i) {
                    if (nums[i] != target) {
                        return i - firstIndex; // i - 1 - firstIndex + 1
                    }
                    if (i == nums.length - 1 && nums[i] == target) {
                        return i - firstIndex + 1;
                    }
                }
            }
        }
        return 0;
    }
}

剑指 Offer 53 - II. 0～n-1中缺失的数字

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一个长度为n-1的递增排序数组中的所有数字都是唯一的，并且每个数字都在范围0～n-1之内。在范围0～n-1内的n个数字中有且只有一个数字不在该数组中，请找出这个数字。

示例 1:

输入: [0,1,3]
输出: 2
示例 2:

输入: [0,1,2,3,4,5,6,7,9]
输出: 8


限制：

1 <= 数组长度 <= 10000

解法

1 = 1 ^ 2 ^ 2;三个数做异或运算会除去相同的数。

class Solution {
    public int missingNumber(int[] nums) {
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; ++i) {
            result = result ^ i ^ nums[i];
        }
        return result ^ nums.length;
    }
}

推荐阅读

剑指Offer-数组 - 图1