剑指 - 只出现一次的数字（Swift）

题目

输入一个整数数组，数组中只有一个数字出现了一次，而其他数字都出现了3次。请找出那个只出现一次的数字。例如，如果输入的数组为[0，1，0，1，0，1，100]，则只出现一次的数字是100。

解题思路

• 异常情况：数组为空，直接返回。

• 如果一个数字出现三次，这三个数的二进制形式的同一位数相加的结果，除 3 的余数肯定为 0。因为同一位相加的结果不是 0 就是 3。

• 那当前位数除 3 的余数结果就是只出现一次的数字的当前位数值。

• 初始化一个32位的数组来存放每一位的累加和。

• 累加循环条件：1层循环遍历每个数字，2层循环遍历每个数字的32位(0-31)。获取 num 的第 i 位的二进制数值公式： num >> (31 - i) & 1。

• 该公式也可以替换为 num >> (32 - i) & 1，然后内层循环要变成 1 - 32，内部的赋值要变为 binaryNums[i - 1] += num >> (32 - i) & 1。

• 生成最后的结果：遍历累加和的数组，左移一位然后加上获得当前位除 3 的余数（即只出现一次的数字的二进制形式当前位数值）。

代码实现

class OnlyOneTime {
    static func onlyOneTime(_ nums: [Int]) -> Int {
        if nums.isEmpty { return 0 }
        var binaryNums: [Int] = Array(repeating: 0, count: 32)
        
        for num in nums {
            for i in 0...31 {
                binaryNums[i] += (num >> (31 - i)) & 1
            }
        }
        
        // 此处需用 32 位，如果用 Int 的话，数组中有负数则会将其解释为无符号整数，比如 -4 会被解释为 4294967292
        var result: Int32 = 0
        
        for binaryNum in binaryNums {
            result = Int32(result << 1) + Int32(binaryNum % 3)
        }
        return Int(result)
    }
}