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LeetCode.缺失的第一个正数

发表于 分类于 Valine：

给你一个未排序的整数数组，请你找出其中没有出现的最小的正整数。你的算法的时间复杂度应为O(n)，并且只能使用常数级别的额外空间。

  • 示例 1:
    输入: [1,2,0]
    输出: 3
  • 示例 2:
    输入: [3,4,-1,1]
    输出: 2
  • 示例 3:
    输入: [7,8,9,11,12]
    输出: 1
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object FirstMissingPositive {

     def main(args: Array[String]): Unit = {
          println(firstMissingPositive(Array(1, 2, 0)))
          println(firstMissingPositive(Array(3, 4, -1, 1)))
          println(firstMissingPositive(Array(7, 8, 9, 11, 12)))

          println(firstMissingPositive2(Array(1)))
          println(firstMissingPositive2(Array(-1, -2)))
          println(firstMissingPositive2(Array(2, 1)))
          println(firstMissingPositive2(Array(1, 2, 0)))
          println(firstMissingPositive2(Array(3, 4, -1, 1)))
          println(firstMissingPositive2(Array(7, 8, 9, 11, 12)))

          println(firstMissingPositive3(Array(2, 1)))
          println(firstMissingPositive3(Array(1, 2, 0)))
          println(firstMissingPositive3(Array(3, 4, -1, 1)))
          println(firstMissingPositive3(Array(7, 8, 9, 11, 12)))
     }

     /**
      * 时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)
      */
     def firstMissingPositive(nums: Array[Int]): Int = {
          if (nums.isEmpty) return 1
          val dp = new Array[Int](nums.size + 1)

          for (i <- nums) {
               if (i >= 1 && i <= nums.size) dp(i) = 1
          }


          for (i <- 1 until nums.size + 1) {
               if (dp(i) == 0) {
                    return i
               }
          }

          nums.size + 1
     }

     /**
      * 时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)
      * 先把负数都转为正数，然后把合法的nums(i) - 1的置为负数，表示正确位置，然后找第一个正数
      */
     def firstMissingPositive2(nums: Array[Int]): Int = {
          if (nums.isEmpty) return 1
          if (nums.length == 1) {
               if (nums(0) == 1) return 2 else return 1
          }

          for (i <- 0 until nums.size) {
               if (nums(i) <= 0) {
                    nums(i) = nums.size + 1
               }
          }

          for (i <- 0 until nums.size) {
               val j = Math.abs(nums(i))
               if (j > 0 && j <= nums.size) {
                    nums(j - 1) = -Math.abs(nums(j - 1))
               }
          }

          for (i <- 0 until nums.size) {
               if (nums(i) > 0) {
                    return i + 1
               }
          }

          nums.size + 1
     }

     /**
      * 时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)
      * 把合法的数据nums(i)放到nums(i) - 1上，然后找第一个不合法数据
      */
     def firstMissingPositive3(nums: Array[Int]): Int = {
          if (nums.isEmpty) return 1
          if (nums.length == 1) {
               if (nums(0) == 1) return 2 else return 1
          }

          for(i <- 0 until nums.length){
               while(nums(i) > 0 && nums(i) <= nums.length && nums(nums(i) - 1) != nums(i)){
                    val tmp = nums(nums(i) - 1)
                    nums(nums(i) - 1) = nums(i)
                    nums(i)= tmp
               }
          }

          for(i <- 0 until nums.length){
               if(nums(i) != i+1){
                    return i + 1
               }
          }

          nums.length + 1
     }
}