「前端刷题」137.只出现一次的数字 II(MEDIUM)

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题目(Single Number II)

链接:https://leetcode-cn.com/problems/single-number-ii
解决数:892
通过率:72.1%
标签:位运算 数组 
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给你一个整数数组 nums ,除某个元素仅出现 一次 外,其余每个元素都恰出现 三次 。 请你找出并返回那个只出现了一次的元素。

 

示例 1:

输入: nums = [2,2,3,2]
输出: 3

示例 2:

输入: nums = [0,1,0,1,0,1,99]
输出: 99

 

提示:

  • 1 <= nums.length <= 3 * 104
  • -231 <= nums[i] <= 231 - 1
  • nums 中,除某个元素仅出现 一次 外,其余每个元素都恰出现 三次

 

进阶: 你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗?

思路

解题思路

  1. 一个整数是由32个0或者1组成的,我们可以将数组中所有数字的同一个位置的数位相加,
  2. 如果将出现3次的数字单独拿出来,那么这些出现3次的数字的任意第i个数位之后都能被3整除
  3. 如果数组中所有数字的第i个数位相加之后能被整除,那么只出现一次的数字的第i个数位一定是0
  4. 如果数组中所有数字的第i个数位相加之后被3除余1,那么只出现一次的数字的第i个数位一定是1
  5. 只出现一次的第i个数位可以由数组的第i个数位推算出来,当我们知道一个整数任意一位是0还是1之后,就可以知道它的数值

代码

/**
 * @param {number[]} nums
 * @return {number}
 */
var singleNumber = function (nums) {
  // 创建一个长度为32的数组,默认值为0
  let arr = new Array(32).fill(0);
  for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
    for (let j = 0; j < 32; j++) {
      // 整数i先被右移31-i位,原来从左起第i个数位右移之后位于最右边
      // 与1做位与运算   也就是说只有1与1做位与运算才为1否则为0
      arr[j] += (nums[i] >> (31 - j)) & 1;
    }
    // 假设nums=[2, 2, 3, 2]
    // i为0的情况下,arr=[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0]
    // i为1的情况下,arr=[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 0]
    // i为2的情况下,arr=[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 3, 1]
    // i为3的情况下,arr=[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 4, 1]
  }
  // arr中每一位保存着nums中对应位中1的个数和
  // 当我们知道一个整数任意一位是0还是1之后,就可以知道它的数值
  let res = 0;
  for (let i = 0; i < 32; i++) {
    res = (res << 1) + (arr[i] % 3);
  }
  return res;
};

举一反三

  • 如果输入一个整数数组,数组中只有一个数字出现m次,其它数字都出现n次,请找出那个唯一出现m次的数字。(假设m不能被n整除)
  • 如果数组中的所有数字的第i个数位相加之和能被n整除,那么出现m次的数字的第i个数位一定是0;否则出现m次的数字的第i个数位一定是1