40.数组中只出现一次的数

题目描述

一个整型数组里除了两个数字之外,其他的数字都出现了两次。请写程序找出这两个只出现一次的数字。


思路一:

用一个unordered_set容器作为辅助(不用vector容器是因为unordered_set的查找操作时间复杂度为O(1)),初始时容器内无任何数,一层循环遍历data数组,当容器内无data[i]时,则放入容器,有则在容器内删除该数,最终容器内剩余的两个数即为最终所求结果。


代码一:

class Solution {
public:
    void FindNumsAppearOnce(vector<int> data,int* num1,int *num2) {
        vector<int>::iterator it;
        unordered_set<int> s;
        for(it = data.begin(); it != data.end(); ++it) {
            if(s.find(*it) == s.end()) {
                s.insert(*it);
            } else {
                s.erase(*it);
            }
        }
        unordered_set<int>::iterator sit = s.begin();
        int s1 = *sit;
        ++sit;
        int s2 = *sit;
        num1[0] = s1;
        num2[0] = s2;
    }
};


思路二:

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一次的数字,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,而其它数字都出现两次。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。因为其它数字都出现了两次,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,而其它数字都出现了两次。因此到此为止,所有的问题我们都已经解决

代码二:

class Solution {
public:
    void FindNumsAppearOnce(vector<int> data,int* num1,int *num2) {
        int n = data.size();
        if(n < 2) return;
        int tmp = 0;
        for(int i = 0; i < n; ++i) {
            tmp ^= data[i];
        }
        int idx = 0;
        while((tmp & (1 << idx)) == 0) {
            idx += 1;
        }
        *num1 = *num2 = 0;
        for(int i = 0; i < n; ++i) {
            if((data[i] >> idx) & 1) {
                *num1 ^= data[i];
            } else {
                *num2 ^= data[i];
            }
        }
    }
};

在编写此代码时,一直报错,debug了很久,后来发现是错将 while(   (     tmp   &    (1<<idx )     ) == 0   ) 写成

 while(   tmp & (1<<idx )    ==   0 ),查阅C++运算符优先级后才发现,== (比较等于)的优先级高于 &(按位与),因此在==的左边整体应该加上括号,下面附上运算符优先级表:


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