algorithm-base/animation-simulation/求次数问题/只出现一次的数3.md

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260. 只出现一次的数字 III

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。

示例 :

输入: [1,2,1,3,2,5] 输出: [3,5]

这个也很容易理解,算是对第一题的升级,第一题有 1 个出现 1次的数其余出现两次这个题目中有 2 个出现 1次的数其余数字出现两次。那么这个题目我们怎么做呢我们看一下能不能利用第一题中的做法解决。

HashSet

解析

这个做法和我们第一题的做法一致,只要理解了第一题的做法,这个很容易就能写出来,有一点不同的是,第一题的 HashSet 里面最后保留了一个元素,该题保留两个元素。

题目代码

class Solution {
    public int[] singleNumber(int[] nums) {
        HashSet<Integer> set = new HashSet<Integer>();
        for (int x : nums) {
            //存在的则移除
            if (set.contains(x)) {
                set.remove(x);
                continue;
            }
            //不存在存入
            set.add(x);
        }
        //存到数组里,然后返回
        int[] arr = new int[2];
        int i = 0;
        for (int y : set) {
           arr[i++] = y; 
        }
        return arr;
    }
}

位运算

解析

第一题中,我们可以通过异或运算直接求出目标数,但是我们第二题中不能直接用异或,是因为其他数字都出现三次,目标数出现一次。在这个题目中其他数字出现两次,目标数出现一次,但是这次的目标数为两个,我们直接异或运算的话,得到的数则为两个目标数的异或值,那么我们应该怎么做呢?

我们试想一下,如果我们先将元素分成两组,然后每组包含一个目标值,那么异或之后,每组得到一个目标值,那么我们不就将两个目标值求出了吗?

例: **a,b,a,b,c,d,e,f,e,f ** 分组后

A组a, a , b, b, c 异或得到 c

B组e, e, f, f, d 异或得到 d

原理懂了,那么我们应该依据什么规则对其进行分类呢?

c , d 两个不同的数,那么二进制上必定有一位是不同的,那么我们就可以根据这一位(分组位)来将 c , d 分到两个组中,数组中的其他元素,要么在 A 组中,要么在 B 组中。

我们应该怎么得到分组位呢?

我们让 c , d 异或即可,异或运算就是对应位不同时得 1 ,异或之后值为 1 的其中一位则为我们分组。

例 001 ⊕ 100 = 101我们可以用最右边的 1 或最左边的 1 做为分组位,数组元素中,若我们将最右边的 1 作为我们的分组位,最后一位为 0 的则进入 A 组,为 1 的进入 B 组。

那么我们应该怎么借助分组位进行分组呢?

我们处理 c , d 的异或值,可以仅保留异或值的分组位,其余位变为 0 ,例如 101 变成 001或 100

为什么要这么做呢?在第二题提到,我们可以根据 a & 1 来判断 a 的最后一位为 0 还是为 1所以我们将 101 变成 001 之后,然后数组内的元素 x & 001 即可对 x 进行分组 。同样也可以 x & 100 进行分组.

那么我们如何才能仅保留分组位,其余位变为 0 呢?例 101 变为 001

我们可以利用 x & (-x) 来保留最右边的 1

分组位

题目代码:

class Solution {
    public int[] singleNumber(int[] nums) {
        int temp = 0;
        //求出异或值
        for (int x : nums) {
            temp ^= x;
        }
        //保留最右边的一个 1
        int group = temp & (-temp);
        System.out.println(group);
        int[] arr = new int[2];
        for (int y : nums) { 
            //分组位为0的组组内异或
            if ((group & y) == 0) {
                arr[0] ^= y;
            //分组位为 1 的组,组内异或   
            } else {
                arr[1] ^= y;
            }
        }
        return arr;
    }
}

Go Code:

func singleNumber(nums []int) []int {
    temp := 0
    for _, x := range nums {
        temp ^= x
    }
    // 保留最后那个1为了区分两个数
    group := temp & (^temp + 1)

    res := make([]int, 2)
    for _, x := range nums {
        if group & x == 0{
            res[0] ^= x
        } else {
            res[1] ^= x
        }
    }
    return res
}