数组里找到重复元素python 数组找出重复元素

给定一个数组，数组长度为n，元素值为1~n-1，也就是说这个数组里面至少有一个元素是重复的。找出一个重复的元素，并且把这个元素值返回。
例如：arr[5] = {1,3,4,2,2};返回2

本篇博客主要记录以下三种方法：
1.元素对号入座（空间换时间）
2.在原数组上不断操作，将元素换到对应的下标中
3.快慢指针

一、元素对号入座（空间换时间）

思路：由于数组大小为n，元素值为1~n-1，我们直接申请一个n大小的空间，将元素值赋值到申请的空间下标与其值相等的单元格中，如果没有重复，正好一个单元格放一个元素（0下标没有元素放），有重复，就会出现覆盖的情况。
代码：

//空间换时间，最坏时间复杂度O(n),空间复杂度S(n)

int FindSameVal_2(int* arr, int len)
{
	assert(arr != NULL);

	int* newdata = (int*)calloc(len, sizeof(int));
	assert(newdata != NULL);

	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		if (newdata[arr[i]] != 0)//说明已经存在过arr[i]了
		{
			return arr[i];
		}
		else//将arr[i]的值放到对应的申请的空间中，在这里是将对应的空间置1
		{
			newdata[arr[i]] = 1;
		}
	}
}

二、在原数组上不断操作，将元素换到对应的下标中

思路：将0下标的值不断的与其值相等的下标的值交换。

如下图，arr[0] == 1，1本来应该放到arr[1]中的，所以就将arr[0]的值和arr[1]的值交换。其实和第一个方法一样，也是交换一次，完成了对一个元素的归位。这个没有借助辅助空间。准确的说，只借助了arr[0]，因为arr[0]不该有元素存放。

如下图，将arr[0]的值与arr[2]的值交换

如下图，将arr[0]的值与arr[3]的值交换

如下图，当我们将arr[0]的值与arr[2]交换的时候，发现arr[2]的值就是2，说明值重复了。

代码：

//最坏时间复杂度O(n)，空间复杂度为S(1)
int FindSameVal_1(int* arr, int len)
{
	assert(arr != NULL);

	while (1)
	{
		if (arr[0] == arr[arr[0]])
		{
			return arr[0];
		}
		else
		{
			swap(arr[0], arr[arr[0]]);
		}
	}
}

三、快慢指针

首先要知道，如果元素存在重复的，那么将会存在环。（这里不着重验证是否是环的问题）。
比如arr[7] = {1,2,4,6,3,5,4};
1->2->4->3->6->4->3->6->4…
以前面的值为下标确定箭头后的值，结果发现3->6->4->3…构成环。
快慢指针是判断环的最常用的方法。快慢指针原理点击此处。
代码：

//快慢指针
int FindSameVal_3(int* arr, int len)
{
	assert(arr != NULL);

	int fast = 0;
	int slow = 0;
	do
	{
		slow = arr[slow];//slow走一步

		fast = arr[fast];
		fast = arr[fast];//fast走两步
		//fast = arr[arr[fast]];
	} while (slow != fast);//第一次相遇

	fast = 0;
	while (slow != fast)//第二次相遇一定在环的形成点
	{
		slow = arr[slow];//慢指针在第一次相遇的地方继续慢慢向后走
		fast = arr[fast];//fast从最初的地方和慢指针一样慢走
	}
	return slow;
}