leetcode-287-Find the Duplicate Number

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Given an array nums containing n + 1 integers where each integer is between 1 and n (inclusive), prove that at least one duplicate number must exist. Assume that there is only one duplicate number, find the duplicate one.

Example 1:

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2
Input: [1,3,4,2,2]
Output: 2

Example 2:

1
2
Input: [3,1,3,4,2]
Output: 3

Note:

  • You must not modify the array (assume the array is read only).
  • You must use only constant, O(1) extra space.
  • Your runtime complexity should be less than O(n2).
  • There is only one duplicate number in the array, but it could be repeated more than once.
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class Solution {
    public int findDuplicate(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] == nums[i-1]) {
                return nums[i];
            }
        }

        return -1;
    }
}
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class Solution {
    public int findDuplicate(int[] nums) {
        Set<Integer> seen = new HashSet<Integer>();
        for (int num : nums) {
            if (seen.contains(num)) {
                return num;
            }
            seen.add(num);
        }

        return -1;
    }
}

链表闭环判断（Floyd’s Tortoise and Hare）

给定一个链表，返回环路开始节点，如果没有则返回空。

Floyd算法分为两个不同的阶段。第一个阶段是判断在链表中是否有环路，如果不存在就马上返回空，也就不存在第二阶段。第二个阶段就是找到环路的入口。

第一阶段

在这里，我们初始化两个指针-快的hare和慢的tortoise。接下来，hare和tortoise从同一个节点出发（头节点），tortoise每次走一个节点，hare每次走两个节点。如果他们在前进若干步后在同一个节点相遇，我们就返回这个节点，如果最终没有返回节点信息，而是返回空，则代表不存在环路。

第二阶段

由于第一阶段确定了有环路，第二阶段就是找环的入口节点。接下来初始化连个指针，ptr1：它指向头节点， ptr2：指向第一阶段找到的相遇节点。然后将他们以一次移动一个节点的速度向前移动，直到他们再次相遇为止，并返回这个节点。

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class Solution {
    public int findDuplicate(int[] nums) {
        // Find the intersection point of the two runners.
        int tortoise = nums[0];
        int hare = nums[0];
        do {
            tortoise = nums[tortoise];//走一步
            hare = nums[nums[hare]];//走两步
        } while (tortoise != hare);

        // Find the "entrance" to the cycle.
        int ptr1 = nums[0];
        int ptr2 = tortoise;
        while (ptr1 != ptr2) {
            ptr1 = nums[ptr1];//走一步
            ptr2 = nums[ptr2];//走一步
        }

        return ptr1;
    }
}
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