使用C++中的两个方程查找重复和缺失的数字


在这个问题中,我们得到一个大小为N的数组arr[]。它包含从1到N的整数值。并且该范围内的某个元素x缺失,而数组中的某个元素y出现两次。我们的任务是*使用两个方程查找重复和缺失的数字*。

让我们来看一个例子来理解这个问题:

输入

arr[] = {1, 2 , 3, 3}

输出

missing = 4, double = 3

解决方案方法

解决这个问题的一种方法是为两个值x和y使用两个方程。然后求解方程以获得x和y的值。

让我们看看方程以及如何创建它们:

数组元素的总和包含前N个自然数的总和,其中一个元素多了一个,一个缺失了一个。

arrSum = Sum(N) - x + y
y - x = arrSum - sum(N)

这是方程1。

现在,让我们取平方和。同样地:

arrSumsq = sqSum(N) - x2 + y2
(y - x)*(y + x) = arrSumSq - sqSum(N)

使用方程1:

x + y = (arrSumSq - sqSum(N)) / (arrSum - sum(N))

将两个方程相加,我们得到:

y = (arrSumSq - sqSum(N)) / (arrSum - sum(N)) + (arrSum - sum(N)) / 2

然后使用y的值,我们将使用以下公式找到x:

x = y - (arrSum - sum(N))

我们有以下公式:

sum(N) = n*(n-1)/2
sqSum(N) = n*(n+1)*(2n + 1)/ 6

arrSum是数组所有元素的和

arrSumSq是数组所有元素的平方和。

示例

演示我们解决方案工作的程序:

#include <iostream>
using namespace std;
void findExtraAndMissingVal(int arr[], int n){
   int sumN = (n * (n + 1)) / 2;
   int sqSumN = (n * (n + 1) * (2 * n + 1)) / 6;
   int arrSum = 0, arrSqSum = 0, i;
   for (i = 0; i < n; i++) {
      arrSum += arr[i];
      arrSqSum += (arr[i]* arr[i]);
   }
   int y = (((arrSqSum - sqSumN) / (arrSum - sumN)) + sumN - arrSum) / 2;
   int x = arrSum - sumN + y;
   cout<<"The missing value from the array is "<<x;
   cout<<"\nThe value that occurs twice in the array is "<<y;
}
int main() {
   int arr[] = { 1, 2, 2, 3, 4 };
   int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
   findExtraAndMissingVal(arr, n);
   return 0;
}

输出

The missing value from the array is 2
The value that occurs twice in the array is 5

更新于:2022年2月11日

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