61.找出数组中两个只出现一次的数字
来源:互联网 发布:java web开发薪资 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 20:42
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)。
HANDWRITING:
如果数组里只有1个数字出现1次,其他的都2次,那轻轻松松秒掉
2个的话,就轻轻松松的被秒掉,不会。。。
来自剑指OFFER的解答:
http://zhedahht.blog.163.com/blog/static/2541117420071128950682/
首先我们考虑这个问题的一个简单版本:一个数组里除了一个数字之外,其他的数字都出现了两次。请写程序找出这个只出现一次的数字。
这个题目的突破口在哪里?题目为什么要强调有一个数字出现一次,其他的出现两次?我们想到了异或运算的性质:任何一个数字异或它自己都等于0。也就是说,如果我们从头到尾依次异或数组中的每一个数字,那么最终的结果刚好是那个只出现依次的数字,因为那些出现两次的数字全部在异或中抵消掉了。
有了上面简单问题的解决方案之后,我们回到原始的问题。如果能够把原数组分为两个子数组。在每个子数组中,包含一个只出现一次的数字,而其他数字都出现两次。如果能够这样拆分原数组,按照前面的办法就是分别求出这两个只出现一次的数字了。
我们还是从头到尾依次异或数组中的每一个数字,那么最终得到的结果就是两个只出现一次的数字的异或结果。因为其他数字都出现了两次,在异或中全部抵消掉了。由于这两个数字肯定不一样,那么这个异或结果肯定不为0,也就是说在这个结果数字的二进制表示中至少就有一位为1。我们在结果数字中找到第一个为1的位的位置,记为第N位。现在我们以第N位是不是1为标准把原数组中的数字分成两个子数组,第一个子数组中每个数字的第N位都为1,而第二个子数组的每个数字的第N位都为0。
现在我们已经把原数组分成了两个子数组,每个子数组都包含一个只出现一次的数字,而其他数字都出现了两次。因此到此为止,所有的问题我们都已经解决。
基于上述思路,我们不难写出如下代码:
///////////////////////////////////////////////////////////////////////// Find two numbers which only appear once in an array// Input: data - an array contains two number appearing exactly once,// while others appearing exactly twice// length - the length of data// Output: num1 - the first number appearing once in data// num2 - the second number appearing once in data///////////////////////////////////////////////////////////////////////void FindNumsAppearOnce(int data[], int length, int &num1, int &num2){ if (length < 2) return; // get num1 ^ num2 int resultExclusiveOR = 0; for (int i = 0; i < length; ++ i) resultExclusiveOR ^= data[i]; // get index of the first bit, which is 1 in resultExclusiveOR unsigned int indexOf1 = FindFirstBitIs1(resultExclusiveOR); num1 = num2 = 0; for (int j = 0; j < length; ++ j) { // divide the numbers in data into two groups, // the indexOf1 bit of numbers in the first group is 1, // while in the second group is 0 if(IsBit1(data[j], indexOf1)) num1 ^= data[j]; else num2 ^= data[j]; }} ///////////////////////////////////////////////////////////////////////// Find the index of first bit which is 1 in num (assuming not 0)///////////////////////////////////////////////////////////////////////unsigned int FindFirstBitIs1(int num){ int indexBit = 0; while (((num & 1) == 0) && (indexBit < 32)) { num = num >> 1; ++ indexBit; } return indexBit;} ///////////////////////////////////////////////////////////////////////// Is the indexBit bit of num 1?///////////////////////////////////////////////////////////////////////bool IsBit1(int num, unsigned int indexBit){ num = num >> indexBit; return (num & 1);}
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