问题描述:
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] 或 [6,1]
示例 2:
输入:nums = [1,2,10,4,1,4,3,3]
输出:[2,10] 或 [10,2]
解题思路:
若不考虑时间空间复杂度,建立map键值对,统计字符个数,如下:
class Solution {
public:
vector<int> singleNumbers(vector<int>& nums) {
map<int,int> m;
//统计个数
for(int i=0;i<nums.size();i++){
m[nums[i]]++;
}
vector<int> res;
//遍历查找
map<int, int>::iterator iter;
for(iter = m.begin(); iter != m.end(); iter++) {
if(iter->second==1) res.push_back(iter->first);
}
return res;
}
};
可是题目要求,时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)
于是上面的思路不行,转换思路,这题其实我最开始写的时候只有一半思路
就是使用^运算符,异或运算符,是相同取0,不同取1
例如
A = 0011 1100
B = 0000 1101
A^B = 0011 0001
同时还有与&,或|运算符
A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
假设问题1:
如果数组中只存在一个单独出现一次的元素,其他元素都出现俩次,nums={a,a1,a1,...,an,an},类似这种形式,求出现一次的元素值
数组中的全部元素进行异或运算
res = a^a1^a1^...^an^an
已知ai^ai=0 则res = a即为出现一次的元素
此问题就是LeetCode 136题,感兴趣的可以看看LeetCode 136
但是题意已给出数组中,只有俩个数字出现一次,其余都出现了俩次,nums={a,a1,a1,b,...,an,an}就是这种形式
首先将数组中的全部元素进行异或运算
res = a^a1^a1^b^...^an^an
已知ai^ai=0,则res=a^b,则我们已经求出res为俩个单独元素的异或值
当时做到这里,我就卡壳了,后来看了大神的解法
既然a,b 不一样,那么res肯定不是0,那么res的二进制肯定至少有1位(第n位)是1,只有0^1才等于1
所以a,b 在第n位,要么a是0,b是1 ,要么b是0,a是1
A = 0011 1100
B = 0000 1101
A^B = 0011 0001 如此例子,B在第一位是1,A在第一位是0。
在计算机中 数字都是以补码形式存在,正数补码等于自己,负数的补码等于反码+1,反码是符号位不变,其他位取反
s = 3 ^ 5; 0011 ^ 0101 = 0110 = 6假设int是8位
-6 原码1000 0110
反码1111 1001
补码1111 1010
下面的建议大家牢记,除非你对计算机基础掌握很熟练
s&(-s) = 0000 0010
令k = s&(-s),则k就是就是保留s的最后一个1(从右往左),并且将其他位变为0 也就是s最后一个1是倒数第二位
k&3 = 0010,k&5=0000
此时我们就可以用k来区分俩个单独数字,这个时候我们考虑数组里面其他成对出现的元素,
值分为俩类,k&a=0 或者 k&a!=0
到这里大家就发现了,使用k将此问题分解为俩个上面所描述的问题1,具体代码如下:
class Solution {
public:
vector<int> singleNumbers(vector<int>& nums) {
int ans = 0;
for(int i=0;i<nums.size();i++){
ans = ans^nums[i];
}
int k = (-ans)&ans;
vector<int> res(2,0);
for(int i=0;i<nums.size();i++){
if(k&nums[i]){
res[0]=res[0]^nums[i];
}else{
res[1]=res[1]^nums[i];
}
}
return res;
}
};