「每日一题」只出现一次的数字 III

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这是 LeetCode 上 2021-10-30 的每日一题:「260. 只出现一次的数字 III」

1. 题目描述

给定一个整数数组 nums,其中恰好有两个元素只出现一次,其余所有元素均出现两次。 找出只出现一次的那两个元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

你的算法应该具有线性时间复杂度。你能否仅使用常数空间复杂度来实现?

示例1 :

输入:nums = [1,2,1,3,2,5]
输出:[3,5]
解释:[5, 3] 也是有效的答案。

示例2 :

输入:nums = [-1,0]
输出:[-1,0]

示例3 :

输入:nums = [0,1]
输出:[1,0]

2. 解答

这道题和136. 只出现一次的数字解法类似。

异或运算:

  1. 0任何数异或=任何数本身
  2. 任何数自身异或=0
  3. 异或满足交换律结合律

知道了以上三条,就可以解题了。

总体思路,将nums的数按照一定规则分成两组,相同的数必然会被分到一组,关键是两个不同的数一定要分在不同组。再每组进行异或,得到的结果就是原数组中两个不同的数,具体如下:

  • 首先从0开始,与数组中所有的数进行异或,得到结果temp
  • temp等价为数组中两个不同的数异或的结果
  • 寻找temp中,为1的最低的位k。例如[1,2,1,3,2,5],得到temp=6,也就是110110的为1的最低的位是第1位,则k=10
  • temp110,是011101异或的结果,为1的最低位代表两个不同的数,在这一位上不同。那么让两个不同的数,和k进行操作,就能分开了
  • 分组,011&10101&10,可以将两个不同的数分在两组,其余相同的数肯定会被分在同一组
  • 每组分别进行异或运算,得到两个答案
const singleNumber = nums => {
    let temp = 0;
    const len = nums.length;
    for (let i = 0; i < len; i++) {
        temp = temp ^ nums[i];
    }
    // 此时temp是两个不同的数异或的结果
    // 寻找k,k是temp最低位为1、其余位是0的二进制数
    let k = 1;
    while ((temp & k) === 0) k = k << 1;

    let [num1, num2] = [0, 0];
    for (let i = 0; i < len; i++) {
        // 分组,目的是将两个不同的数分开
        if (nums[i] & k) {
            num1 = num1 ^ nums[i];
        } else {
            num2 = num2 ^ nums[i];
        }
    }
    return [num1, num2];
};