LeetCode--136. Single Number & 137. Single Number II & 260. Single Number III

最新推荐文章于 2019-04-18 13:56:16 发布

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本文深入解析了LeetCode上三道单例数问题（Single Number、Single Number II、Single Number III）的不同解法。首先介绍了基于哈希表的朴素解法，然后重点阐述了一种基于位运算的高效解决方案，特别是异或运算的巧妙应用。通过对比不同解法，突出了位运算在处理此类问题时的高效性和独特魅力。

题目链接：https://leetcode.com/problems/single-number/、https://leetcode.com/problems/single-number-ii/、https://leetcode.com/problems/single-number-iii/

思路一：最朴素的思路就是使用哈希算法来做这三条题目，代码都差不多

Single Number 代码：

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        HashSet<Integer> set=new HashSet<Integer>();
        for(int i=0;i<nums.length;i++)
        {
            if(set.contains(nums[i]))
                set.remove(nums[i]);
            else
                set.add(nums[i]);
        }
        Iterator<Integer> it=set.iterator();
        return it.next();
    }
}

Single Number II代码：

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        
        HashMap<Integer,Integer> map=new HashMap();
        
        for(int i=0;i<nums.length;i++)
        {
            if(map.containsKey(nums[i]))
                map.put(nums[i],map.get(nums[i])+1);
            else
                map.put(nums[i],1);
        }
        for(Integer i:map.keySet())
        {
            if(map.get(i)!=3)
                return i;
        }
        return 0;
    }
}

Single Number III代码：

class Solution {
    public int[] singleNumber(int[] nums) {
        
        int[] ret=new int[2];
        
        HashMap<Integer,Integer> map=new HashMap();
        
        for(int i=0;i<nums.length;i++)
        {
            if(map.containsKey(nums[i]))
                map.put(nums[i],map.get(nums[i])+1);
            else
                map.put(nums[i],1);
        }
        int k=0;
        for(Integer i:map.keySet())
        {
            if(map.get(i)==1)
                ret[k++]=i;
        }
        return ret;
    }
}

这个思路的解法效率理论上都是线性的，但是效率不高。思路一不是关键，下面来看一种神奇的基于位运算的高效思路及其解法,这个思路是看的Solutions和Discussion的，真的很牛逼：

利用位运算中异或运算XOR的特殊属性来做

异或运算的三条性质如下：

Single Number思路二代码：

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        int ret=0;
        for(int i:nums)
            ret^=i;
        return ret;
    }
}

Single Number思路二代码：

参考这个解释https://leetcode.com/problems/single-number-ii/discuss/43296/An-General-Way-to-Handle-All-this-sort-of-questions.

public class Solution {
    
    public int singleNumber(int[] nums) {

        int a=0;
        int b=0;
        for(int c:nums){
            int ta=(~a&b&c)|(a&~b&~c);
            b=(~a&~b&c)|(~a&b&~c);
            a=ta;
        }
        
        return a|b;
    }
}