找出序列中缺失的数字——第 268 号 LeetCode 算法题解

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2023-09-08 21:56:59

导语：
算法题是程序员必备的基本功之一。本篇博文将带领大家深入浅出地剖析一道简单却又经典的 LeetCode 算法题，第 268 号问题：缺失数字。让我们一同领略算法之美，锻炼编程思维。

题目解析

给定一个包含 0, 1, 2, ..., n 中 n 个数的序列，找出 0 .. n 中没有出现在序列中的那个数。

思路分析

本题提供了数组中存在 0 .. n 中所有数字的线索，因此我们可以利用这一特性来解决问题。具体来说，我们可以采用以下两种思路：

方案一：哈希表法

创建一个哈希表，并初始化为 {0: False, 1: False, ..., n: False}。
遍历数组，对于每个元素，将对应的哈希表项标记为 True。
遍历哈希表，找出值为 False 的项，其对应的数字即为缺失数字。

方案二：位运算法

将所有数字进行位运算 XOR，即 num1 XOR num2 XOR ... XOR numN。
将所有应该存在的数字进行位运算 XOR，即 0 XOR 1 XOR ... XOR n。
将这两次 XOR 的结果再进行 XOR，得到的即为缺失数字。

代码实现

方案一：哈希表法

def missing_number(nums):
    hashmap = {i: False for i in range(len(nums) + 1)}
    for num in nums:
        hashmap[num] = True
    for key, val in hashmap.items():
        if not val:
            return key

方案二：位运算法

def missing_number(nums):
    missing = 0
    for i in range(len(nums) + 1):
        missing ^= i
    for num in nums:
        missing ^= num
    return missing