Java 寻找丢失的数字

丢失的数字 是指在连续的元素流或数组中缺失的数字。在这个部分中，我们将讨论使用Java编程语言寻找丢失数字的各种方法。

数组中丢失数字的例子

丢失数字是指在数组中连续数字序列中缺失的数字。

考虑一个数组;

arr=[1,2,3,4,5,6,8]

在上面的数组中，7缺失，所以7是丢失的数字。

例子2

考虑一个数组;

arr=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,11]

在上面的数组arr中，10缺失，所以10是丢失的数字。

现在，我们将讨论使用Java在流中寻找丢失数字的各种方法。

方法1：使用stream()和sum()方法

在这种方法中，我们使用stream()函数将数组转换为流，然后使用 sum() 函数计算流的总和，并将其存储在’实际总和’变量中，然后使用公式 n*(n+1)/2 计算预期总和，然后使用预期总和-实际总和找到丢失的数字。

步骤

用一些值初始化一个数组。
使用stream()和sum()方法计算数组的总和。
计算数组的长度，并使用n项和公式计算连续数字的预期总和。
减去预期值和总和，将其赋给一个变量并打印。

Stream() - ‘Stream()’方法用于创建元素流，以便我们可以使用filter()、map()、reduce()等方法处理数据。

Arrays.stream(collection)

sum() - 该方法用于计算集合中所有元素的和。

stream.sum()

示例

在这个例子中，我们将使用stream()和sum()方法来使用Java找到丢失的数字。

import java.util.Arrays;
public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      int[] array = {1, 2, 3, 5};
      int sum = Arrays.stream(array).sum(); 
      int n = array.length + 1; 
      int expectedvalue = (n * (n + 1)) / 2; 
      int lostnumber = expectedvalue - sum; 
      System.out.println("lost number " + lostnumber);
   }
}

输出

lost number 4

方法2：使用异或

在这种方法中，我们计算n个值的异或并存储在expectedValue变量中，然后我们计算实际的异或值，最后我们通过expectedValue和actualValue之间的异或运算来获得丢失的数字。

步骤

用一些值初始化数组。
计算数组的长度，并加1，因为我们希望实际数组中的数字个数为array.length+1，并将其赋给变量’n’。
设置expected value为1，并使用异或运算符在循环中计算期望的值，直到n。
将expected value设置为array[0]，并使用异或运算符在循环中计算实际值，对于数组中的元素。
使用异或运算符在expected value和actual value上计算丢失的数字并打印它。

XOR运算（^） - 异或运算执行按位运算，如果两个位都为1，则返回1，否则返回0。它用符号^表示。

A ^ b // where 'a' and 'b' are integers.

示例

在这个示例中，我们将使用XOR运算符，用Java找到丢失的数字。

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      int[] array = {1, 2, 3, 5}; // input array with missing number
      int n = array.length + 1; // total number of elements if no number was missing
      int expectedValue = 1; // expected XOR value if no number was missing
      for (int i = 2; i <= n; i++) {
         expectedValue ^= i; // XOR all elements from 1 to n to get expected value
      }
      int actualValue = array[0]; // start with first element of array
      for (int i = 1; i < array.length; i++) {
         actualValue ^= array[i]; // XOR all elements of array to get actual value
      }
      int lostNumber = expectedValue ^ actualValue; // XOR expected and actual values to get lost number
      System.out.println("The lost number is " + lostNumber);
   }
}

输出结果

The lost number is 4

方法3：使用HashSet

在这个例子中，我们将使用数据结构HashSet和HashSet的内置方法来使用Java找到缺失的数字。

步骤

使用一些值初始化一个数组。
创建一个HashSet，并使用for循环来迭代数组并将值添加到HashSet中。
使用for循环，迭代 i 到数组长度加1，并使用contains()方法检查集合中的缺失值，然后打印丢失的数字。

HashSet - HashSet是一个无序的对象集合，不允许重复元素。

HashSet<datatype> objName = new HashSet<datatype>();

contains() − 这个方法检查集合中是否存在某个值，并返回一个布尔值。

setObjName.contains(value)

示例

在这种方法中，我们将数组的所有元素存储在HashSet中，然后从1到array.length+1值进行迭代，检查是否所有的值都存在于集合中，如果有任何一个值不存在，则该值就是丢失的数字值，我们打印它。

import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;

public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      int[] array = {1, 2, 3, 5};
      HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();
      for (int i : array) {
         set.add(i); 
      }
      for (int i = 1; i <= array.length + 1; i++) {
         if (!set.contains(i)) { 
            System.out.println("lost number: " + i);
            break;
         }
      }
   }
}