LeetCode

mac2025-06-25  2

题目描述: 给定一个未排序的整数数组,找出其中没有出现的最小的正整数。

示例 1:

输入: [1,2,0] 输出: 3

示例 2:

输入: [3,4,-1,1] 输出: 2

示例 3:

输入: [7,8,9,11,12] 输出: 1

方法 1:索引作为哈希表。 数据预处理

首先我们可以不考虑负数和零,因为不需要考虑。同样可以不考虑大于 n 的数字, 因为首次缺失的正数一定小于或等于 n + 1 。 缺失的正数为 n + 1 的情况会单独考虑。 为了不考虑这些数,又要保证时间复杂度为 O(N) ,因此 不能将这些元素弹出。我们可以将这些数用 1 替换。 为了确保缺失的第一个正数不是 1,先要在这步操作前确定 1 是否存在。

如何实现就地算法

现在我们有一个只包含正数的数组,范围为 1 到 n, 现在的问题是在O(N) 的时间和常数空间内找出首次缺失的正数。

如果可以使用哈希表,且哈希表的映射是 正数 -> 是否存在 的话,这其实很简单。 “脏工作环境” 的解决方法是将一个字符串 hash_str 分配 n 个 0,并且用类似于哈希表的方法,如果在数组中出现数字 i 则将字符串中 hash_str[i] 修改为 1 。 我们不使用这种方法,但是借鉴这种 使用索引作为哈希键值 的想法。

最终的想法是 使用索引作为哈希键 以及 元素的符号作为哈希值 来实现是否存在的检测。

例如,nums[2] 元素的负号意味着数字 2 出现在 nums 中。nums[3]元素的正号表示 3 没有出现在 nums 中。

为了完成此操作,我们遍历一遍数组(该操作在数据预处理使得数组中只有正数的操作后),检查每个元素值 elem 以及将nums[elem] 元素的符号变为符号来表示数字 elem 出现在 nums 中。注意,当数字出现多次时需要保证符号只会变化 1 次。 算法

现在可以开始写算法了。

检查 1 是否存在于数组中。如果没有,则已经完成,1 即为答案。 如果 nums = [1],答案即为 2 。 将负数,零,和大于 n 的数替换为 1 。 遍历数组。当读到数字 a 时,替换第 a 个元素的符号。 注意重复元素:只能改变一次符号。由于没有下标 n ,使用下标 0 的元素保存是否存在数字 n。 再次遍历数组。返回第一个正数元素的下标。 如果 nums[0] > 0,则返回 n 。 如果之前的步骤中没有发现 nums 中有正数元素,则返回n + 1。 代码(官方题解,看不懂。。。)

class Solution { public int firstMissingPositive(int[] nums) { int n= nums.length; //基本情况 int contains=0; for (int i=0;i<n;i++) { if (nums[i] == 1) { contains++; break; } } if (contains==0) return 1; if (n==1) return 2; // 用 1 替换负数,0, // 和大于 n 的数 // 在转换以后,nums 只会包含 // 正数 for (int i=0;i<n;i++){ if ((nums[i]<=0)||(nums[i]>n)) nums[i]=1; } // 使用索引和数字符号作为检查器 // 例如,如果 nums[1] 是负数表示在数组中出现了数字 `1` // 如果 nums[2] 是正数 表示数字 2 没有出现 for (int i = 0; i < n; i++) { int a = Math.abs(nums[i]); // 如果发现了一个数字 a - 改变第 a 个元素的符号 // 注意重复元素只需操作一次 if (a == n) nums[0] = - Math.abs(nums[0]); else nums[a] = - Math.abs(nums[a]); } // 现在第一个正数的下标 // 就是第一个缺失的数 for (int i = 1; i < n; i++) { if (nums[i] > 0) return i; } if (nums[0] > 0) return n; return n + 1; } }
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