数组中数字出现的次数

2021-01-23 18:14

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标签:solution   问题:   ash   有一个   ++   div   ret   限制   size   

一个整型数组 nums 里除两个数字之外,其他数字都出现了两次。请写程序找出这两个只出现一次的数字。要求时间复杂度是O(n),空间复杂度是O(1)。

 

示例 1:

输入:nums = [4,1,4,6]
输出:[1,6] 或 [6,1]
示例 2:

输入:nums = [1,2,10,4,1,4,3,3]
输出:[2,10] 或 [10,2]
 

限制:

2

 

思路:

这里用了异或。

4 ^ 1 ^ 4 ^ 6 => 1 ^ 6

6 对应的二进制: 110
1 对应的二进制: 001
1 ^ 6  二进制: 111

异或满足交换律,即a^b^c=a^c^b

 

让我们先来考虑一个比较简单的问题:

如果除了一个数字以外,其他数字都出现了两次,那么如何找到出现一次的数字?

答案很简单:全员进行异或操作即可。考虑异或操作的性质:成对出现的数字的所有位会两两抵消为 00,最终得到的结果就是那个出现了一次的数字。

那么这一方法如何扩展到找出两个出现一次的数字呢?

如果我们可以把所有数字分成两组,使得:

1)两个只出现一次的数字在不同的组中;

2)相同的数字会被分到相同的组中。

那么对两个组分别进行异或操作,即可得到答案的两个数字,因为每个数组中只有一个数没出现两次,于是问题转换为上面的思考。这是解决这个问题的关键。

那么如何实现这样的分组呢?k记这两个只出现了一次的数字为 a 和 b,那么所有数字异或的结果就等于 a 和 b 异或的结果,我们记为 x。如果我们把 x 写成二进制的形式 xkxk - 1……x2 x1 x0,其中 xi? ∈{0,1},我们考虑一下 xi = 0和 xi= 1的含义是什么?它意味着如果我们把 a 和 b写成二进制的形式,ai和 bi的关系——xi = 1表示 ai和 bi不等,xi = 0表示 ai和 bi 相等。假如我们任选一个不为 0 的 xi,按照第 i位给原来的序列分组,如果该位为 0 就分到第一组,否则就分到第二组,这样就能满足以上两个条件。为了方便,这里的代码选取的是「不为 00 的最低位」,当然你也可以选择其他不为 00 的位置。

至此,答案已经呼之欲出了。

 1 class Solution {
 2 public:
 3     vectorint> singleNumbers(vectorint>& nums) {
 4         int res(0);
 5         int n=nums.size();
 6         for(int i=0;i)
 7             res^=nums[i];//异或
 8         int div=1;//00……1
 9         while((div&res)==0)
10             div1;//div左移一位
11         int a=0,b=0;
12         for(int i=0;i)
13             if(nums[i]&div)
14                 a^=nums[i];
15             else b^=nums[i];
16         return vectorint>{a,b};
17     }
18 };

 

数组中数字出现的次数

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原文地址:https://www.cnblogs.com/cs0915/p/12881799.html


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