【数组】41. 缺失的第一个正数【困难】

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

示例 2

输入：nums = [3,4,-1,1]
输出：2

解题思路

1、题目要求找出未出现的最小正整数，因此答案一定在 1 到 n+1 的范围内（其中 n 是数组的长度）。
2、我们可以利用数组本身来进行标记，将数组的值放到正确的位置上（例如，如果遍历到数字 3，则将其放置到数组索引为 2 的位置上（因为数组索引从 0 开始））。
3、遍历数组 nums，将每个元素 nums[i] 放到正确的位置上，即 nums[i] 应该放在 nums[nums[i] - 1] 的位置上（即i+1 = num[i]）。
4、如果 nums[i] 不在 1 到 n 的范围内，则忽略它。
5、再次遍历数组，找出第一个不在正确位置上的元素，其索引加 1 就是未出现的最小正整数。

Java实现

public class FirstMissingPositive {public static int firstMissingPositive(int[] nums) {int n = nums.length;// 将数组元素放置到正确的位置上for (int i = 0; i < n; i++) {while (nums[i] > 0 && nums[i] <= n
//                    && nums[i] != i + 1//特殊条件下出现重复元素时重复元素时nums[i] != i + 1是会死循环的，比如{1,1}&& nums[nums[i] - 1] != nums[i]) {// 交换 nums[i] 和 nums[nums[i] - 1] 位置上的元素// 即nums[nums[i] - 1]放到到位置i处,nums[i] - 1处的位置腾出来// 把nums[i]放在nums[i] - 1的位置上，使得num[i]=i+1int temp = nums[i];nums[i] = nums[temp - 1];nums[temp - 1] = temp;}}// 找到第一个不满足条件的位置，即缺失的最小正整数for (int i = 0; i < n; i++) {if (nums[i] != i + 1) {return i + 1;}}// 如果数组中都是正整数且连续，则返回 n + 1return n + 1;}public static void main(String[] args) {int[] nums1 = {1, 1};int[] nums2 = {3, 4, -1, 1};int result2 = firstMissingPositive(nums2);int result1 = firstMissingPositive(nums1);System.out.println(result1); // 输出：2System.out.println(result2); // 输出：2}}