41. 缺失的第一个正数

// 给定一个未排序的整数数组，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
// leetcode-cn.com/problems/first-missing-positive

#include <iostream>
#include <vector>

class Solution {
 public:
  int firstMissingPositive(std::vector<int>& nums) { return method1(nums); }

  // 思路一：
  // 新建一个tmp数组，长度为nums.size()，默认值为0
  // 遍历nums数组，对每个数组放在其对应的位置，如果超出了，则丢弃
  // 遍历tmp数组，找到第一个为0的，则说明是答案
  int method1(std::vector<int>& nums) {
    std::vector<int> tmp(nums.size(), 0);
    for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
      if (nums[i] > 0 && nums[i] <= nums.size()) {
        tmp[nums[i] - 1] = nums[i];
      }
    }

    for (int i = 0; i < tmp.size(); ++i) {
      if (tmp[i] == 0) {
        return i + 1;
      }
    }

    return nums.size() + 1;
  }

  // 思路二：
  // 对思路一进行改进
  // 使用in-place方案
  // 对每个nums中的元素进行如下措施保证“有序”
  // 对nums[i]，将nums[i]放在nums[nims[i] - 1]上，
  // 知道nums[i]越界，或者nums[nums[i] - 1]的数是正确的
  int method2(std::vector<int>& nums) {
    for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
      while (nums[i] > 0 && nums[i] <= nums.size() &&
             nums[i] != nums[nums[i] - 1]) {
        std::swap(nums[i], nums[nums[i] - 1]);
      }
    }

    for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
      if (nums[i] != i + 1) {
        return i + 1;
      }
    }

    return nums.size() + 1;
  }
};

int main(int argc, char* argv[]) {
  std::vector<int> vec({4, 2, 1, 3});
  Solution so;
  std::cout << so.method2(vec) << std::endl;
  return 0;
}