剑指 Offer 53 - II. 0 ~ n-1 中缺失的数字
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
class Solution {
public int missingNumber(int[] nums) {
int i = 0, j = nums.length - 1;
while(i <= j) {
int m = (i + j) / 2;
if(nums[m] == m) i = m + 1;
else j = m - 1;
}
return i;
// 作者:jyd
// 链接:https://leetcode-cn.com/problems/que-shi-de-shu-zi-lcof/solution/mian-shi-ti-53-ii-0n-1zhong-que-shi-de-shu-zi-er-f/
}
}
解题思路:
排序数组中的搜索问题,首先想到 二分法 解决。
根据题意,数组可以按照以下规则划分为两部分。
左子数组: nums[i] =i ;
右子数组: nums[i] !=i ;
缺失的数字等于 “右子数组的首位元素” 对应的索引;因此考虑使用二分法查找 “右子数组的首位元素” 。
算法解析:
初始化: 左边界 i=0 ,右边界 j=len(nums)−1 ;代表闭区间 [i,j] 。
循环二分: 当 i≤j 时循环 (即当闭区间 [i,j] 为空时跳出) ;
计算中点 m=(i+j)//2 ,其中 “//“ 为向下取整除法;
若 nums[m] =m ,则 “右子数组的首位元素” 一定在闭区间 [m+1,j] 中,因此执行 i=m+1;
若 nums[m] !=m ,则 “左子数组的末位元素” 一定在闭区间 [i,m−1] 中,因此执行 j=m−1;
返回值: 跳出时,变量 i,j 分别指向 “右子数组的首位元素” 和 “左子数组的末位元素” 。因此返回 i 即可。
复杂度分析:
时间复杂度 O(logN): 二分法为对数级别复杂度。
空间复杂度 O(1): 几个变量使用常数大小的额外空间。