数组中只出现一次的数字

数组中只出现一次的数字

http://www.nowcoder.com/questionTerminal/e02fdb54d7524710a7d664d082bb7811

描述

这是一篇针对初学者的题解,共用两种方法解决。
知识点:数组,位运算,哈希
难度:一星


题解

题目抽象:给定一个数组,数组中只有2个数字出现了一次,其余都出现了2次,找出这2个数字。

方法一:哈希法

很显然的方法,遍历一遍数组,用map记录出现的次数,然后再遍历一遍数组,找出出现1次的数字。

代码

class Solution {
public:
    void FindNumsAppearOnce(vector<int> data,int* num1,int *num2) {
        unordered_map<int, int> mp;
        for (const int k : data) ++mp[k];
        vector<int> ret;
        for (const int k : data) {
            if (mp[k] == 1) {
                ret.push_back(k);
            } 
        }
        *num1 = ret[0];
        *num2 = ret[1];
    }
};

时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(n)

方法二:位运算

前提知识:
异或运算:如果a、b两个值不相同,则异或结果为1。如果a、b两个值相同,异或结果为0。

  • n^0 = n;
  • n^n = 0;
  • n^n^m = n^(n^m) 满***换律

所以,我们可以让数组中的每一个数异或一下,最后会得到一个结果ret,就是两个出现一次的数字的异或结果这个结果肯定是由两个不同数字异或而来,因此我们找ret二进制中为1的位置i,因为1一定是由0,1异或而来,因此要求得两个数中,一定有一个数的二进制中的第i个位置为1, 一个为0.

如何找到位置i?可用i = ret ^ (-ret)
因为计算机用补码存取二进制数,而负数的补码为反码+1,举个例子
假如ret = 1110 , -ret = 0010 , 所以 i = 0010
所以,再异或一遍即可得到答案。

代码

class Solution {
public:
    void FindNumsAppearOnce(vector<int> data,int* num1,int *num2) {
        int ret = 0;
        for (const int k : data) ret ^= k;
        ret &= (-ret);
        *num1 = 0, *num2 = 0;
        for (const int k : data) {
            if (k & ret) *num1 ^= k;
            else *num2 ^= k;
        }
    }
};

时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(1)

全部评论
答案解释里说的模棱两可的,首先应该是 ret&(-ret),该运算的目的时为了找到两个数字的二进制位中第一个不相同二进制位,然后根据这个位置进行分组, ret&(-ret)也可以理解为 mask=1,while(ret&mask==0)mask<<=1。然后根据这个位置,在第二次进行for循环的时候,将原数组所有的元素根据i位置的不同进行分组并进行异或运算,由于其他的数字出现两次所以异或的二进制位结果会抵消掉,即n^n=0,所以最后的结果为我们要求的其中一个数num1^0=num1 [这里的0即为其他进入该分组且重复2次的数字异或的最后结果n^n^m^m....=0,并且无视元素顺序,结果都一样,可通过写demo证实],所以通过if-else进行分两组后求出我们需要的答案。
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发布于 2020-07-09 14:42
语文水平真的差
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发布于 2020-09-03 23:19
那个i的获得,代码里不使用&吗
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发布于 2020-06-11 20:51
i = ret & (-ret)是为了获得两个数字的二进制位中第一个不相同二进制位出现的位置,之后第二次for循环的时候,分两组,第一组是i的位置为1的,第二个是i的位置为0的。这样分两组再进行异或操作,出现两次的数字全部被抵消,只剩下出现一次的数字。
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发布于 2020-07-10 10:04
异或运算:如果a、b两个值不相同,则异或结果为1。 上面这句话描述不恰当,容易产生误解。应该是 a、b 转化为二进制表示,对应的比特位不一样则异或结果为 1,否则为 0
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发布于 2020-10-12 22:21
n^n^m = n^(n^m)这个不是交换律吧。这个应该叫结合律吧。。
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发布于 2020-08-13 17:13
我感觉开始前是不是先得 *num1 = 0, *num2 = 0;
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发布于 2020-09-05 16:12
这官方题解怎么错误这么多,上次看到一个关于斐波拉契数列的题解也有小错误
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发布于 2020-11-19 00:41
但是i = ret ^ (-ret)是怎么来的啊
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发布于 2023-05-25 21:23 福建

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