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【力扣刷题实战】丢失的数字

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力扣题目:丢失的数字

题目描述

解题思路

问题理解

算法选择

具体思路

解题要点

完整代码(C++)

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作者请求:由于博主水平有限,难免会有错误和不准之处,我也非常渴望知道这些错误,恳请大佬们批评斧正。

力扣题目:丢失的数字

原题链接:268. 丢失的数字 - 力扣(LeetCode)

题目描述

给定一个包含 [0, n] 中 n 个数的数组 nums ,找出 [0, n] 这个范围内没有出现在数组中的那个数。

示例 1:

输入:nums = [3,0,1]

输出:2

解释:n = 3,因为有 3 个数字,所以所有的数字都在范围 [0,3] 内。2 是丢失的数字,因为它没有出现在 nums 中。

示例 2:

输入:nums = [0,1]

输出:2

解释:n = 2,因为有 2 个数字,所以所有的数字都在范围 [0,2] 内。2 是丢失的数字,因为它没有出现在 nums 中。

示例 3:

输入:nums = [9,6,4,2,3,5,7,0,1]

输出:8

解释:n = 9,因为有 9 个数字,所以所有的数字都在范围 [0,9] 内。8 是丢失的数字,因为它没有出现在 nums 中。

提示:

  • n == nums.length
  • 1 <= n <= 104
  • 0 <= nums[i] <= n
  • nums 中的所有数字都 独一无二

解题思路

问题理解

本题给定一个包含 [0, n] 中 n 个数的数组 nums,要求找出在 [0, n] 这个范围内没有出现在数组中的那个数。

算法选择

采用异或(XOR)操作的方法。异或操作有一个特性:一个数与自身异或结果为 0,一个数与 0 异或结果为其本身。利用这个特性,对数组中的元素和 [0, n] 范围内的所有数进行异或操作,最终得到的结果就是缺失的数字。

具体思路

  1. 初始化:定义变量 ret 并初始化为 0,用于存储异或操作的结果。

  2. 对数组元素进行异或操作:使用 for 循环遍历数组 nums,对于数组中的每个元素 x,将 ret 与 x 进行异或操作(ret ^= x)。这样,ret 就记录了数组中所有元素的异或结果。

  3. 对 [0, n] 范围内的数进行异或操作:使用另一个 for 循环,从 0 到数组 nums 的大小(包含数组大小)遍历所有整数 i。对于每个 i,将 ret 与 i 进行异或操作(ret ^= i)。

    • 在这个过程中,数组中出现的数字会在与 [0, n] 范围内的对应数字进行异或时相互抵消(因为一个数与自身异或结果为 0)。

    • 而缺失的数字由于在数组中不存在,不会被抵消,最终 ret 的值就是这个缺失的数字。

  4. 返回结果:循环结束后,ret 中存储的就是在 [0, n] 范围内没有出现在数组 nums 中的那个数,返回 ret

解题要点

  1. 异或操作特性的运用:熟练掌握异或操作的特性,即一个数与自身异或结果为 0,一个数与 0 异或结果为其本身。利用这个特性来抵消数组中已出现的数字,从而找出缺失的数字。

  2. 两次异或操作的顺序:先对数组中的元素进行异或操作,再对 [0, n] 范围内的数进行异或操作,顺序不能颠倒,这样才能保证最终得到正确的结果。

  3. 范围的处理:注意循环的范围是从 0 到数组 nums 的大小(包含数组大小),确保涵盖了 [0, n] 范围内的所有数,以便找出缺失的数字。

完整代码(C++)

class Solution {
public:int missingNumber(vector<int>& nums) {// 初始化结果变量 ret 为 0,用于通过异或操作来找出缺失的数字int ret = 0;// 遍历数组 nums,对数组中的每个元素 x 与 ret 进行异或操作for(auto x : nums) ret ^= x;// 遍历从 0 到数组 nums 的大小(包含数组大小)的所有整数 ifor(int i = 0; i <= nums.size(); i++){// 将 i 与 ret 进行异或操作ret ^= i;}// 最终 ret 的值就是在 [0, n] 范围内没有出现在数组 nums 中的那个数,返回 retreturn ret;}
};

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