algorithm-base/animation-simulation/数组篇/leetcode41缺失的第一个正数.md

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#### [41. 缺失的第一个正数](https://leetcode-cn.com/problems/first-missing-positive/)
给你一个未排序的整数数组请你找出其中没有出现的最小的正整数
示例 1:
> 输入: [1,2,0]
> 输出: 3
示例 2:
> 输入: [3,4,-1,1]
> 输出: 2
示例 3:
> 输入: [7,8,9,11,12]
> 输出: 1
### 重复遍历
让我们找出缺失的最小正整数而且这是一个未排序的数组我们可以利用暴力求解挨个遍历发现那个不存在直接返回即可我们这里使用两种方法解决这个问题大家也可以提出自己的做法
我们既然是返回缺失的正整数那么我们则可以将这个数组中的所有正整数保存到相应的位置见下图
![微信截图_20210109135536](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/github.io.phonto2@master/myphoto/微信截图_20210109135536.41h4amio2me0.png)
上图中我们遍历一遍原数组将正整数保存到新数组中然后遍历新数组第一次发现 newnum[i] != i 则说明该值是缺失的返回即可例如我上图中的第一个示例中的 2如果遍历完新数组发现说所有值都对应说明缺失的是 新数组的长度对应的那个数比如第二个示例中 新数组的长度为 5此时缺失的为 5返回长度即可很容易理解
我们发现我们新的数组长度比原数组大 1是因为我们遍历新数组从 1开始遍历
动图解析
![缺失的第一个正数](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/github.io.phonto2@master/myphoto/缺失的第一个正数.1it1cow5aa8w.gif)
```java
class Solution {
public int firstMissingPositive(int[] nums) {
if (nums.length == 0) {
return 1;
}
//因为是返回第一个正整数,不包括 0所以需要长度加1细节1
int[] res = new int[nums.length + 1];
//将数组元素添加到辅助数组中
for (int x : nums) {
if (x > 0 && x < res.length) {
res[x] = x;
}
}
//遍历查找,发现不一样时直接返回
for (int i = 1; i < res.length; i++) {
if (res[i] != i) {
return i;
}
}
//缺少最后一个,例如 123此时缺少 4 细节2
return res.length;
}
}
```
我们通过上面的例子了解这个解题思想我们有没有办法不使用辅助数组完成呢我们可以使用原地置换直接在 nums 数组内将值换到对应的索引处与上个方法思路一致只不过没有使用辅助数组理解起来也稍微难理解一些
下面我们看一下原地置换的一些情况
红色代表待置换绿色代表置换完毕
![置换1](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/github.io.phonto2@master/myphoto/置换1.4j4pcz56ml40.png)
![置换2](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/github.io.phonto2@master/myphoto/置换2.5rawbyws7h40.png)
动图解析
![原地置换](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/github.io.phonto2@master/myphoto/原地置换.52wi0yoiu3o0.gif)
题目代码
Java Code:
```java
class Solution {
public int firstMissingPositive(int[] nums) {
int len = nums.length;
if (len == 0) {
return 1;
}
for (int i = 0; i < len; ++i) {
//需要考虑指针移动情况大于0小于len+1不等与i+1两个交换的数相等时防止死循环
while (nums[i] > 0 && nums[i] < len + 1 && nums[i] != i+1 && nums[i] != nums[nums[i]-1]) {
swap(nums,i,nums[i] - 1);
}
}
//遍历寻找缺失的正整数
for (int i = 0; i < len; ++i) {
if(nums[i] != i+1) {
return i+1;
}
}
return len + 1;
}
//交换
public void swap(int[] nums, int i, int j) {
if (i != j) {
nums[i] ^= nums[j];
nums[j] ^= nums[i];
nums[i] ^= nums[j];
}
}
}
```
Python3 Code:
```python
class Solution:
def firstMissingPositive(self, nums: List[int]) -> int:
n = len(nums)
def swap(nums, a, b):
temp = nums[a]
nums[a] = nums[b]
nums[b] = temp
i = 0
while i < n:
num = nums[i]
# 已经就位
if num <= 0 or num >= n or num == i + 1 or nums[num - 1] == num:
i += 1
# 可以交换
else:
swap(nums, i, num - 1)
for i in range(n):
if nums[i] != i + 1:
return i + 1
return n + 1
```