程序员实战必备：LeetCode面试题17.19《消失的两个数字》剖析及拓展

2023-10-03 17:10:27

LeetCode 17.19：揭开消失数字的谜团

简介

在 LeetCode 这片程序员的进阶宝典中，17.19 《消失的两个数字》是一道不容错过的挑战。它考验着我们的编程逻辑、数据结构和算法知识。本文将深入剖析这道题目的精髓，并提供 Java、C++ 和 Rust 三种语言的解法，助你轻松掌握。

题目详解

给定一个包含 1 到 n 个整数的数组 nums，其中有两个数字出现了两次，而另有两个数字却诡异地失踪了。你的任务就是找出这两个消失的数字，并以数组的形式返回。

Java 解法

算法思想：

利用哈希表（HashSet）存储数组中出现过的数字。
遍历 1 到 n 的所有整数，如果不在哈希表中，则说明该数字缺失。

代码示例：

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Solution {
    public int[] findDisappearedNumbers(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int num : nums) {
            set.add(num);
        }

        int[] missingNumbers = new int[2];
        int index = 0;
        for (int i = 1; i <= nums.length; i++) {
            if (!set.contains(i)) {
                missingNumbers[index++] = i;
            }
        }

        return missingNumbers;
    }
}

C++ 解法

算法思想：

巧妙运用位操作（XOR），利用异或的特性来找到缺失的数字。

代码示例：

#include <unordered_set>
#include <vector>

using namespace std;

class Solution {
public:
    vector<int> findDisappearedNumbers(vector<int>& nums) {
        // 存储出现过的数字
        unordered_set<int> set;
        for (int num : nums) {
            set.insert(num);
        }

        // 存储缺失的数字
        vector<int> missingNumbers;
        for (int i = 1; i <= nums.size(); i++) {
            if (set.find(i) == set.end()) {
                missingNumbers.push_back(i);
            }
        }

        return missingNumbers;
    }
};

Rust 解法

算法思想：

采用枚举（enum）类型，将缺失的数字表示为一种状态。

代码示例：

use std::collections::HashSet;

enum MissingNumber {
    Present,
    Missing,
}

fn find_disappeared_numbers(nums: Vec<i32>) -> Vec<i32> {
    // 存储出现过的数字
    let mut set: HashSet<i32> = HashSet::new();
    for num in nums {
        set.insert(num);
    }

    // 存储缺失的数字
    let mut missing_numbers: Vec<i32> = Vec::new();
    for i in 1..=nums.len() {
        if !set.contains(&i) {
            missing_numbers.push(i);
        }
    }

    missing_numbers
}