如何在 C++ 中查找重复元素的索引？答案

【问题标题】：How to find duplicate elements' index in C++?如何在 C++ 中查找重复元素的索引？
【发布时间】：2016-12-29 00:38:13
【问题描述】：

C++ 中是否有任何 STL 函数可以让我找到数组中所有重复项的索引？

例如：

int array[] = {1,1,2,3,4};

应该返回 0,1

【问题讨论】：

进行了厚颜无耻的编辑；大概你想要一个整数数组，而不是一个指向整数的数组和一卡车的 UB？
我想你可以用std::sort、std::adjacent_find 和一个循环来做到这一点。
改变数组可以吗？临时更改阵列可以吗？创建临时数组可以吗？如果更改正常，请参阅@NathanOlivier 的评论。
@NathanOliver 但是任何带有排序的解决方案都会丢失原始索引。
数组中的类型总是integer（还是内置类型）？这可能会影响算法的设计选择

标签： c++ arrays stl

【解决方案1】：

我认为没有现成的 STL 方式可以做到这一点。这是一个 O(N*N) 的解决方案：

    int array[] = {1, 2, 3, 1, 4};
    constexpr int size = 5; // ToDo - don't hardcode this.
    bool duplicates[size] = {};

    for (std::size_t i = 0; i < size; ++i){
        if (!duplicates[i]){ /*No point in re-testing*/
            for (std::size_t j = i + 1; j < size; ++j){
                if (array[i] == array[j]){
                    duplicates[i] = duplicates[j] = true;
                }
            }
        }
    }

对于较长的数组，基于排序的方法可能会更有效：但您必须构建一个新位置 -> 旧位置的表来获取重复元素的索引。

【讨论】：

将复杂度提高到 O(N^2)。不到那个时间就不能完成吗？
嗯，这是 O(n**2)，而排序可能更接近 O(nlogn)。
@Raghav：我想不出一种“枢轴”式的方法可以给你 O(N log N)。
嗯，人们普遍认为快速排序是 nlogn ... :) 但这只是 O() 表示法，如果 OP 对现实世界的性能感兴趣，他应该发布真正的数据约束和结构，因为对于有利的 n，精益 n**2 仍然比脏 nlogn 更快。

【解决方案2】：

高效地，您可以使用std::unordered_set（唯一地跟踪重复索引）和std::unordered_map（跟踪唯一编号及其索引）。

这是在O(N * [O(1) + ... + O(1)]) 中实现的...大约= O(N):

template<typename ForwardIterator>
std::vector<int> get_duplicate_indices(ForwardIterator first, ForwardIterator last){
    std::unordered_set<int> rtn;
    std::unordered_map<int, int> dup;
    for(std::size_t i = 0; first != last; ++i, ++first){
        auto iter_pair = dup.insert(std::make_pair(*first, i));
        if(!iter_pair.second){
            rtn.insert(iter_pair.first->second);
            rtn.insert(i);
        }
    }
    return {rtn.begin(), rtn.end()};
}

解释：

给定一个数组A

使用一组唯一索引，rtn。
使用KV（键值）映射，dup；其中k 是数组A 中的一个元素，v 是该元素在数组中的索引。
对于每个项目，a 在数组中具有索引i：
- 如果a在dup中以k的形式存在，则查找kv
- 如果存在，
  - 将i 插入rtn
  - 将v 插入rtn
- 否则，将a 和i 作为kv 添加到dup
返回rtn

查看完整示例：Live on Coliru。

对于输入：

int array[] = {1,1,2,3,4};

我们有一个输出：

1 0

再次，

对于输入：

int array[] = {1, 1, 2, 3, 4, 1, 0, 0, 9};

我们有一个输出：

7 0 5 1 6

如果您需要按顺序排列索引，您可以简单地对结果数组进行排序。

【讨论】：

要使索引按顺序排列，您还可以使用set 而不是unordered_set，您不需要对结果数组进行排序。

【解决方案3】：

我的两分钱。虽然不太确定这个的大O（对我来说看起来像O（N））：

std::vector<std::size_t> findDuplicateIndices(std::vector<int> const & v)
{
    std::vector<std::size_t> indices;
    std::map<int, std::pair<int, std::size_t>> counts; // pair<amount, firstSeenPos>

    for (std::size_t i = 0 ; i < v.size() ; ++i)
    {
        std::size_t const amount = ++counts[v[i]].first;
        /**/ if (amount == 1) // First encounter, record the position
        {
            counts[v[i]].second = i;
            continue;
        }
        else if (amount == 2) // Second encounter, add the first encountered position
            indices.push_back(counts[v[i]].second);

        indices.push_back(i);
    }
    return indices;
}

Try it online!

【讨论】：