Leetcode_hot100_41.缺失的第一个正数

题目要求

  • 给你一个未排序的整数数组 nums ，请你找出其中没有出现的最小的正整数。

  • 请你实现时间复杂度为 O(n) 并且只使用常数级别额外空间的解决方案。

示例 1:
输入：nums = [1,2,0]
输出：3
解释：范围 [1,2] 中的数字都在数组中。

示例 2:
输入：nums = [3,4,-1,1]
输出：2
解释：1 在数组中，但 2 没有。

示例 3：
输入：nums = [7,8,9,11,12]
输出：1
解释：最小的正数 1 没有出现。

交换位置

把数组中的每个数放到它应该在的位置上，例如把 1 放到下标为 0 的位置，把 2 放到下标为 1 的位置，以此类推。最后再遍历一遍数组，找到第一个没有出现在正确位置上的数即可。

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class Solution {
    public int firstMissingPositive(int[] nums) {
        int n = nums.length;

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // 将 nums[i] 放到正确的位置上，直到 nums[i] 不在范围 [1,n] 内或者 nums[i] 已经在正确的位置上
            // 注意：这里使用 while 循环而不是 if，因为交换后 nums[i] 可能仍然需要继续交换
            // 之所以是 nums[nums[i] - 1] != nums[i]，而不是 nums[nums[i] - 1] != nums[nums[i] - 1]，是为了避免死循环
            while (1 <= nums[i] && nums[i] <= n && nums[nums[i] - 1] != nums[i]) {
                int temp = nums[nums[i] - 1];
                nums[nums[i] - 1] = nums[i];
                nums[i] = temp;
            }
        }

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (nums[i] != i + 1) {
                return i + 1;
            }
        }

        return n + 1;
    }
}
  • 时间复杂度：O(n)。每个元素最多被交换两次。
  • 空间复杂度：O(1)。只使用了常数级别的额外空间。