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LeetCode 1539:探究第 k 个缺失的正整数

前端

如何找出数组中第 k 个缺失的正整数

摘要

在这篇博文中,我们将探究 LeetCode 1539 题,该题要求我们找出给定数组中第 k 个缺失的正整数。我们将深入分析解决方法,提供一个详细的代码示例,并总结出关键步骤。此外,我们还将包含一个常见问题解答部分,以解决有关该主题的常见问题。

引言

在数据结构和算法中,经常会遇到需要处理缺失数据的场景。为了解决这类问题,了解如何高效地查找缺失值至关重要。LeetCode 1539 题就是这样一个问题,它要求我们找出严格升序排列的正整数数组中第 k 个缺失的正整数。

解决方法

为了解决这个问题,我们将采用分步法:

1. 确定最大正整数

首先,我们需要找到数组中最大的正整数。我们可以通过遍历数组并识别最大的元素来轻松实现这一点。

2. 计算总缺失数

接下来,我们需要计算数组中总共缺失了多少个正整数。我们可以使用以下公式:

总缺失数 = max - arr.length

其中:

  • max 是数组中最大的正整数
  • arr.length 是数组的长度

3. 找到第 k 个缺失数

最后,我们需要找到第 k 个缺失的正整数。我们可以使用以下公式:

第 k 个缺失数 = k - (max - arr.length)

其中:

  • k 是要查找的缺失正整数的索引
  • max 是数组中最大的正整数
  • arr.length 是数组的长度

代码示例

以下是用 Python 实现的代码示例:

def find_kth_missing_positive(arr, k):
  """
  Finds the kth missing positive integer in an array.

  Parameters:
    arr: A strictly increasing array of positive integers.
    k: The index of the missing integer to find.

  Returns:
    The kth missing positive integer.
  """

  # Find the maximum positive integer in the array.
  max_positive = max(arr)

  # Calculate the total number of missing positive integers.
  total_missing = max_positive - len(arr)

  # Find the kth missing positive integer.
  kth_missing = k - (max_positive - len(arr))

  return kth_missing


# Test the function.
arr = [1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10]
k = 5
result = find_kth_missing_positive(arr, k)
print(result)  # Output: 4

总结

通过分步分析和代码示例,我们了解了如何高效地找出数组中第 k 个缺失的正整数。此算法的关键在于准确计算总缺失数,然后根据 k 的值确定第 k 个缺失的正整数。希望本博文能为您解决此类问题提供帮助。

常见问题解答

1. 数组中可能出现负整数吗?

不,该算法假设数组中只包含正整数。

2. 数组可以包含重复元素吗?

不,该算法要求数组中的元素严格升序且不重复。

3. 如果 k 比总缺失数大,会发生什么情况?

在这种情况下,数组中不存在第 k 个缺失的正整数,算法将返回 -1。

4. 该算法的时间复杂度是多少?

该算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是数组的长度。

5. 除了给定的方法之外,还有其他方法可以解决这个问题吗?

是的,还有其他方法,例如使用哈希表或二分查找,但给定的方法在大多数情况下是有效的。