原地交换
题义中 在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0 ~ n-1 的范围内, 此说明含义:数组元素的 索引 和 值 是 一对多 的关系。
可遍历数组并通过交换操作,使元素的 索引 与 值 一一对应(即 nums[i] = i )。因而,就能通过索引映射对应的值,起到与字典等价的作用。
第一次遇到数字 $x$ 时,将其交换至索引 $x$ 处;当第二次遇到数字 $x$ 时,一定有 nums[x] = x ,此时即可得到一组重复数字。
算法流程:
- 遍历数组 $nums$,设索引初始值 $i=0$
- 若 $nums[i] = i$:说明此数字已在对应索引位置,无需交换,因此跳过;
 - 若 $nums[nums[i]] = nums[i]$:说明索引 $nums[i]$ 处和索引 $i$ 处元素值相等,即找到重复值;
 - 否则:交换索引 $nums[i]$ 处和索引 $i$ 处元素值,使得 $nums[i]=i$
 
 - 若遍历完毕尚未返回,则返回 -1
 
代码
class Solution {
    public int findRepeatNumber(int[] nums) {
        int i = 0;
        while(i < nums.length) {
            if(nums[i] == i) {
                i++;
                continue;
            }
            if(nums[nums[i]] == nums[i]) return nums[i];
            int tmp = nums[i];
            nums[i] = nums[tmp];
            nums[tmp] = tmp;
        }
        return -1;
    }
}
复杂度
- 时间复杂度:$O(n)$
 - 空间复杂度:$O(1)$