Missing Number -- leetcode

Given an array containing n distinct numbers taken from 0, 1, 2, ..., n, find the one that is missing from the array.

For example,
Given nums = [0, 1, 3] return 2.

Note:
Your algorithm should run in linear runtime complexity. Could you implement it using only constant extra space complexity?

算法一，異或

思路同問題Single Number：所有的數出現2次，只有一個數出現次。找出那個數。

1.對給出的數做一遍XOR。

2.對着期望的數全體做一遍XOR。

這樣，所有的數都做了2次XOR，只有那個缺失的數只做了一次XOR。

class Solution {
public:
    int missingNumber(vector<int>& nums) {
        int ans = 0, i = 0;
        for (auto n: nums)
            ans ^= n ^ ++i;
        return ans;
    }
};

算法二，SUM

1.將給出的數，做一個累加和

2. 將期望的數，做一個累加和，

3，兩者取差值。

此算法，不足之處，整數溢出問題。

class Solution {
public:
    int missingNumber(vector<int>& nums) {
        int i = 0, sum = 0;
        for (auto n: nums) {
            sum += ++i - n;
        }
        return sum;
    }
};

算法三，交換

通過交換進行排序操作。

通過下標映射，將數直接交換到最終位置。

比如0, 移動到 nums[0];   3 移動到 nums[3]

最後，看一下，與下標不一致的數組元素。其下標即爲所求。

在交換過程時，當碰到元素值爲nums.size()，我們知道無法將其交換到最終位置。故作一個標誌，指示此不一致位置。

並暫時略過此位置的交換。這個位置的理想值，將在後面會交換過來。而那時，nums.size()這個值，將會挪到新位置。並隨之更新標記到新位置。

leetcode上實際執行時間爲40ms。

class Solution {
public:
    int missingNumber(vector<int>& nums) {
        int missing = nums.size();
        for (int i=0; i<nums.size(); i++) {
            while (nums[i] != i) {
                if (nums[i] != nums.size())
                    swap(nums[i], nums[nums[i]]);
                else {
                    missing = i;
                    break;
                }
            }
        }
        return missing;
    }
};

我將此寫法也貼在了leetcode上

https://leetcode.com/discuss/56174/3-different-ideas-xor-sum-binary-search-java-code