数组中重复的数字（Java实现）

本题为剑指offer面试题51

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[编程题]数组中重复的数字

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在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到n-1的范围内。 数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字是重复的。也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。 例如，如果输入长度为7的数组{2,3,1,0,2,5,3}，那么对应的输出是重复的数字2或者3。

Java代码如下：

package go.jacob.day529;

//Parameters:
//    numbers:     an array of integers
//    length:      the length of array numbers
//    duplication: (Output) the duplicated number in the array number,length of duplication array is 1,so using duplication[0] = ? in implementation;
//                  Here duplication like pointor in C/C++, duplication[0] equal *duplication in C/C++
//    这里要特别注意~返回任意重复的一个，赋值duplication[0]
// Return value:       true if the input is valid, and there are some duplications in the array number
//                     otherwise false
public class Demo1 {
	/*
	 * 方法一：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n) 运用哈希表的原理 非最优解法
	 */
	public boolean duplicate_1(int numbers[], int length, int[] duplication) {
		if (numbers == null || length <= 0)
			return false;
		// 必须保证数组中的元素都在0到n-1之间
		for (int i = 0; i < length; i++)
			if (numbers[i] < 0 || numbers[i] > length)
				return false;

		int[] count = new int[length];
		for (int i = 0; i < length; i++) {
			count[i] = 0;
		}

		for (int i = 0; i < length; i++) {
			if (count[numbers[i]] == 1) {
				duplication[0] = numbers[i];
				return true;
			}
			count[numbers[i]]++;
		}
		return false;
	}

	/*
	 * 方法二：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1) 最优解法：虽然代码中有一个二重循环，但每个数字最多只要交换两次就能找到属于它自己的
	 * 位置，因此总的时间复杂度是O(n)
	 */
	public boolean duplicate_2(int numbers[], int length, int[] duplication) {
		if (numbers == null || length <= 0)
			return false;
		for (int i = 0; i < length; i++)
			if (numbers[i] < 0 || numbers[i] >= length)
				return false;

		for (int i = 0; i < length; i++) {
			while (numbers[i] != i) {
				if (numbers[numbers[i]] == numbers[i]) {
					duplication[0] = numbers[i];
					return true;
				}
				// 交换
				int tmp = numbers[i];
				numbers[i] = numbers[tmp];
				numbers[tmp] = tmp;
			}
		}
		return false;
	}
}