algorithm-base/animation-simulation/求次数问题/只出现一次的数2.md
2021-03-20 12:38:26 +08:00

109 lines
4.4 KiB
Markdown
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

## 只出现一次的数Ⅱ
> 给定一个非空整数数组,除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现了三次。找出那个只出现了一次的元素。
示例 1:
> 输入: [2,2,3,2]
> 输出: 3
示例 2:
> 输入: [0,1,0,1,0,1,99]
> 输出: 99
题目很容易理解,刚才的题目是其他元素出现两次,目标元素出现一次,该题是其他元素出现三次,目标元素出现一次,所以我们完全可以借助上题的一些做法解决该题。
### 求和法
#### 解析
我们在上题中介绍了求和法的解题步骤,现在该题中其他元素都出现三次,我们的目标元素出现一次,所以我们利用求和法也是完全 OK 的。下面我们来看具体步骤吧。
1.通过遍历数组获取所有元素的和以及 HashSet 内元素的和。
2.SumSet * 3 - SumNum/ 2即可除以 2 是因为我们减去之后得到的是 2 倍的目标元素。
注:这个题目中需要注意溢出的情况 。
#### 题目代码
```java
class Solution {
public int singleNumber(int[] nums) {
HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
long sumset = 0;
long sumnum = 0;
for (int x : nums) {
//所有元素的和
sumnum += x;
if (set.contains(x)) {
continue;
}
//HashSet元素和
sumset += x;
set.add(x);
}
//返回只出现一次的数
return (int)((3 * sumset - sumnum) / 2);
}
}
```
这个题目用 HashMap 和排序查找肯定也是可以的,大家可以自己写一下,另外我们在第一题中有个利用异或求解的方法,但是这个题目是出现三次,我们则不能利用直接异或来求解,那还有其他方法吗?
### 位运算
#### 解析
这个方法主要做法是将我们的数的二进制位每一位相加,然后对其每一位的和取余 ,我们看下面的例子。
![只出现一次的数字2](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/tan45du.github.io.photo@master/photo/只出现一次的数字2.5p4wxbiegxc0.png)
那么我们为什么要这样做呢?大家想一下,如果其他数都出现 3 次,只有目标数出现 1 次,那么每一位的 1 的个数无非有这2种情况为 3 的倍数(全为出现三次的数) 或 3 的倍数 +1包含出现一次的数。这个 3 的倍数 +1 的情况也就是我们的目标数的那一位。
#### 题目代码
```java
class Solution {
public int singleNumber(int[] nums) {
int res = 0;
for(int i = 0; i < 32; i++){
int count = 0;
for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
//先将数右移,并求出最后一位为 1 的个数
if ((nums[j] >> i & 1) == 1) {
count++;
}
}
//找到某一位取余为 1 的数,并左移,为了将这一位循环结束后移至原位
if (count % 3 != 0) {
res = res | 1 << i;
}
}
return res;
}
}
```
我们来解析一下我们的代码
> **<<** 左移动运算符:运算数的各二进位全部左移若干位,由 **<<** 右边的数字指定了移动的位数高位丢弃低位补0。
>
> **>>** 右移动运算符:把">>"左边的运算数的各二进位全部右移若干位,**>>** 右边的数字指定了移动的位数
另外我们的代码中还包含了 a & 1 和 a | 1 这有什么作用呢?继续看下图
> **&** 按位与运算符:参与运算的两个值,如果两个相应位都为1,则该位的结果为1,否则为0
![只出现一次的数位运算且](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/tan45du.github.io.photo@master/photo/只出现一次的数位运算且.vq3lcgv0rbk.png)
因为我们 a & 1 中 1 只有最后一位为 1其余位皆为 0 ,所以我们发现 a & 1的作用就是判断 a 的最后一位是否为 1 ,如果 a 的最后一位为 1 a & 1 = 1,否则为 0 。所以我们还可以通过这个公式来判断 a 的奇偶性。
> **|** 按位或运算符只要对应的二个二进位有一个为1时结果位就为1。
![或运算](https://cdn.jsdelivr.net/gh/tan45du/tan45du.github.io.photo@master/photo/或运算.6orep3gsrxc0.png)
这个公式的作用就是将我们移位后的 res 的最后一位 0 变为 1。这个 1 也就代表着我们只出现一次元素的某一位。