数组中只出现一次的数字(java)

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。

//num1,num2分别为长度为1的数组。传出参数
//将num1[0],num2[0]设置为返回结果
public class Solution {
    public void FindNumsAppearOnce(int [] array,int num1[] , int num2[]) {
        
    }
}

分析:

思路一:暴力解法
先排序,然后比较a[i]和a[i-1],a[i+1],如果都不相同则输出,注意边界情况的判断。

思路二:暴力解法
遍历一遍,用ArrayList存储已经出现了一次的数字,当该数字出现第二次时,把它从ArrayList中移除,最后剩下的就是只出现了一次的数字。(用ArrayList存储是因为,该数据结构方便插入和删除操作。)

思路三:位相与

  1. 除了有两个数字只出现了一次,其他数字都出现了两次。异或运算中,任何一个数字和自己本身异或都是0,任何一个数字和0异或都是本身。
  2. 如果尝试把原数组分成两个子数组,且刚好每个子数组中各自包含一个只出现一次的数字。则在该前提下,每个子数组中,只有一个数字出现了一次,其他数字都出现了两次。
  3. 针对每个子数组,从头到尾依次异或每个数字,则最后留下来的就是只出现了一次的数字。因为出现两次的都抵消掉了。
  4. 怎样实现子数组的划分呢。若对原数组从头到尾的进行异或,则最后得到的结果就是两个只出现一次的数字的异或运算结果。这个结果的二进制表示中,至少有一位为1,因为这两个数不相同。该位记为从最低位开始计数的第n位。
  5. 则分组的标准定为从最低位开始计数的第n位是否为1。因为出现两次的同一个数字,各个位数上都是相同的,所以一定被分到同一个子数组中,且每个子数组中只包含一个出现一次的数字。

& 是 按位与运算符
-x 是x 的补码;补码为取反+1
x&(-x)返回x与2^64 的最大公约数,即x最多能被n个2整除就返回2^n;
如果x是奇数返回1
所以:
返回值为0,表示x=0
返回值为1,表示x为奇数
返回值为其他数,表示x为x与2^64的最大公约数

解答:

思路二:暴力解法

import java.util.ArrayList;
//num1,num2分别为长度为1的数组。传出参数
//将num1[0],num2[0]设置为返回结果
public class Solution {
    public void FindNumsAppearOnce(int [] array,int num1[] , int num2[]) {
        ArrayList<Integer> once = new ArrayList<Integer>();
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int a = array[i];
            if(once.contains(a)){
                once.remove(once.indexOf(a));
            }else{
                once.add(a);
            }
        }
        num1[0] = once.get(0);
        num2[0] = once.get(1);
    }
}
运行成功

思路三:位相与

//num1,num2分别为长度为1的数组。传出参数
//将num1[0],num2[0]设置为返回结果
public class Solution {
    public void FindNumsAppearOnce(int[] nums, int num1[], int num2[]) {
        int diff = 0;
        for (int num : nums)
            diff ^= num;
        // 得到最右一位
        diff &= -diff;
        for (int num : nums) {
            if ((num & diff) == 0)
                num1[0] ^= num;
            else
                num2[0] ^= num;
        }
    }
}
运行成功
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