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41. 缺失的第一个正数

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。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105

  • -231 <= nums[i] <= 231 - 1

思路分析

这道题跟 268. Missing Number - LeetCode 很像!

0041 01
  • 一刷

  • 二刷

  • 三刷

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/**
 * Runtime: 0 ms, faster than 100.00% of Java online submissions for First Missing Positive.
 *
 * Memory Usage: 34.6 MB, less than 100.00% of Java online submissions for First Missing Positive.
 *
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2019-10-23 12:54:29
 */
public int firstMissingPositive(int[] nums) {
    if (Objects.isNull(nums) || nums.length == 0) {
        return 1;
    }
    int length = nums.length;
    for (int i = 0; i < length; ) {
        int iNum = nums[i];
        if (0 < iNum && iNum <= length && nums[iNum - 1] != iNum) {
            swap(nums, i, iNum - 1);
        } else {
            i++;
        }
    }
    int i = 0;
    while (i < length && nums[i] == i + 1) {
        i++;
    }

    return i + 1;
}

private void swap(int[] nums, int i, int j) {
    int temp = nums[i];
    nums[i] = nums[j];
    nums[j] = temp;
}
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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2024-08-29 17:26:06
 */
public int firstMissingPositive(int[] nums) {
  int n = nums.length;
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    // 把非正数变成正数
    if (nums[i] <= 0) {
      nums[i] = n + 1;
    }
  }
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    // 把当前坐标元素指向的坐标上的数字变成负数
    int num = Math.abs(nums[i]);
    if (num <= n) {
      nums[num - 1] = -Math.abs(nums[num - 1]);
    }
  }
  for (int i = 0; i < n; i++) {
    // 出现正数的地方,就是遗漏的值
    if (0 < nums[i]) {
      return i + 1;
    }
  }
  return n + 1;
}
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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2025-03-27 22:16:54
 */
public int firstMissingPositive(int[] nums) {
  int length = nums.length;
  for (int i = 0; i < length; ) {
    int num = nums[i];
    if (0 < num && num < length && num != nums[num - 1]) {
      // 元素在数组长度范围内,并且不在数字对应的下标(num-1)的位置就交换
      int temp = nums[num - 1];
      nums[num - 1] = num;
      // 要交换 i 与 num -1
      nums[i] = temp;
    } else {
      // 只有在当前位置无法处理(超出数组访问)
      // 或无需处理(数字与下标对应)时,才向前推进
      i++;
    }
  }
  // 从前向后遍历,第一个数字和下标不对应的数字就是答案
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    if (nums[i] != i + 1) {
      return i + 1;
    }
  }
  return length + 1;
}