剑指 Offer 56 - I. 数组中数字出现的次数

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题目

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][6,1]

示例 2:

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

 

限制:

  • 2 <= nums.length <= 10000

题解

如果题目不要求O(1)的空间复杂度,完全可以使用哈希表记录每个数字出现的次数,然后遍历哈希表返回次数为1的所有数字

由于是O(1)的空间复杂度,可以考虑使用异或运算

异或的性质 对于两个操作数ab, 如果他们二进制的每一位,相同结果为0, 不同结果为1。那么在一个数组中,如果一个数字出现1次,其他数字出现次, 那么在计算过程中,重复出现的数字会抵消为0, 最终得到的结果就是那个只出现一次的数字

现在问题变为了,怎么在数组中找到两个出现一次的数字?

我们可以把所有的数字分成两组, 使得两个出现一次的数字分在不同的组,以及相同的数字分在相同的组中, 然后对两个组分别进行异或操作, 即可以得到两个只出现一次的数字

那么问题变为,如何实现分成2组?

假设两个只出现一次的数字为ab, 由于a != b, 则ab的二进制为至少有一位不同(分别为 01), 根据这个二进制位,将nums 拆分为分别包含xy的两个子数组。

代码

/**
 * @param {number[]} nums
 * @return {number[]}
 */
var singleNumbers = function(nums) {
    let ret = 0;
    for (let n of nums) {
        ret ^= n;
    }

    let onceNumber = 1;
    while((onceNumber & ret) == 0) {
        onceNumber <<= 1;
    }

    let firstNumber = 0, secondNumber = 0;
    for (let n of nums) {
        if ((onceNumber & n ) != 0) {
            firstNumber ^= n;
        } else {
            secondNumber ^=n;
        }
    }

    return [firstNumber, secondNumber];
};

原题链接

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