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| 1 | +### 题目描述 |
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| 3 | +这是 LeetCode 上的 **[面试题 17.19. 消失的两个数字](https://leetcode.cn/problems/missing-two-lcci/solution/by-ac_oier-pgeh/)** ,难度为 **困难**。 |
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| 5 | +Tag : 「数学」 |
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| 8 | + |
| 9 | +给定一个数组,包含从 `1` 到 `N` 所有的整数,但其中缺了两个数字。你能在 $O(N)$ 时间内只用 $O(1)$ 的空间找到它们吗? |
| 10 | + |
| 11 | +以任意顺序返回这两个数字均可。 |
| 12 | + |
| 13 | +示例 1: |
| 14 | +``` |
| 15 | +输入: [1] |
| 16 | +
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| 17 | +输出: [2,3] |
| 18 | +``` |
| 19 | +示例 2: |
| 20 | +``` |
| 21 | +输入: [2,3] |
| 22 | +
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| 23 | +输出: [1,4] |
| 24 | +``` |
| 25 | +提示: |
| 26 | +* $nums.length <= 30000$ |
| 27 | + |
| 28 | +--- |
| 29 | + |
| 30 | +### 数学 |
| 31 | + |
| 32 | +根据题意,给定 `nums` 的长度为 $m$ 且缺失了两个数,所有的 $nums[i]$ 加上缺失数字组成连续排列长度为 $n = m + 2$。 |
| 33 | + |
| 34 | +根据等差数量求和公式可知,补齐后的排列总和为 $\frac{n \times (1 + n)}{2}$,补全后的理论总和与实际总和之间的差值 $cur = \frac{n \times (1 + n)}{2} - \sum_{i = 0}^{m - 1}nums[i]$ 为缺失数值之和。 |
| 35 | + |
| 36 | +根据补全后数值各不相同可知,两者必不可能同时位于 $t = \left \lfloor \frac{cur}{2} \right \rfloor$ 的同一侧(偏大、偏小或数值重复),因此我们可以计算 $[1, t]$ 范围内的理论总和与实际总和之间的差值来确定其一(将问题转换为求解缺失一值),再结合缺失两值之和 $sum$ 算得答案。 |
| 37 | + |
| 38 | +Java 代码: |
| 39 | +```Java |
| 40 | +class Solution { |
| 41 | + public int[] missingTwo(int[] nums) { |
| 42 | + int n = nums.length + 2, cur = n * (1 + n) / 2; |
| 43 | + for (int x : nums) cur -= x; |
| 44 | + int sum = cur, t = cur / 2; |
| 45 | + cur = t * (1 + t) / 2; |
| 46 | + for (int x : nums) { |
| 47 | + if (x <= t) cur -= x; |
| 48 | + } |
| 49 | + return new int[]{cur, sum - cur}; |
| 50 | + } |
| 51 | +} |
| 52 | +``` |
| 53 | +TypeScript 代码: |
| 54 | +```TypeScript |
| 55 | +function missingTwo(nums: number[]): number[] { |
| 56 | + let n = nums.length + 2, cur = Math.floor(n * (1 + n) / 2) |
| 57 | + for (let x of nums) cur -= x |
| 58 | + let sum = cur, t = Math.floor(cur / 2) |
| 59 | + cur = Math.floor(t * (1 + t) / 2) |
| 60 | + for (let x of nums) { |
| 61 | + if (x <= t) cur -= x |
| 62 | + } |
| 63 | + return [cur, sum - cur] |
| 64 | +}; |
| 65 | +``` |
| 66 | +Python 代码: |
| 67 | +```Python |
| 68 | +class Solution: |
| 69 | + def missingTwo(self, nums: List[int]) -> List[int]: |
| 70 | + n = len(nums) + 2 |
| 71 | + cur = n * (1 + n) // 2 - sum(nums) |
| 72 | + tot, t = cur, cur // 2 |
| 73 | + cur = t * (1 + t) // 2 - sum([x for x in nums if x <= t]) |
| 74 | + return [cur, tot - cur] |
| 75 | +``` |
| 76 | +* 时间复杂度:$O(n)$ |
| 77 | +* 空间复杂度:$O(1)$ |
| 78 | + |
| 79 | +--- |
| 80 | + |
| 81 | +### 最后 |
| 82 | + |
| 83 | +这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 `No.面试题 17.19` 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先把所有不带锁的题目刷完。 |
| 84 | + |
| 85 | +在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。 |
| 86 | + |
| 87 | +为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode 。 |
| 88 | + |
| 89 | +在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。 |
| 90 | + |
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