leetcode 137. 只出现一次的数字 II

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本文解析了一道来自LeetCode的问题，介绍了如何使用异或操作解决只出现一次数字的挑战，同时提供了两种方法：一种不使用额外空间，另一种利用二进制位操作。重点在于线性时间复杂度的解决方案。

package leetcode;

/**
 * 137. 只出现一次的数字 II
 * 给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现了三次。找出那个只出现了一次的元素。
 *
 * 说明：
 *
 * 你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗？
 *
 * 示例 1:
 *
 * 输入: [2,2,3,2]
 * 输出: 3
 * 示例 2:
 *
 * 输入: [0,1,0,1,0,1,99]
 * 输出: 99
 * 通过次数55,746提交次数81,127
 */
public class singleNumber2 {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {0,1,0,1,0,1,99};
        System.out.println(singleNumber(arr));
        System.out.println(singleNumber(arr));
    }
//    第一次出现时，once和twice均为0，once^num相当于把num添加到once，表示num出现了一次，~once表示不把num添加到twice；
//    第二次出现时，num已经添加到once了，num^num=0，once=0，相当于将num从once中删除，twice^num相当于把num添加到twice中；
//    第三次出现时，第二次的twice为1，~twice为0，所以once依然为0，第三次的twice=num^num=0，相当于把num从twice中删除；
//    这道题遍历结果：出现一次的num对应的once为1，twice为0；出现三次的num对应的once为0，twice也为0。 最终只需要返回once就行。
    //不使用额外空间复杂度方法
    public static int singleNumber(int[] nums) {
        //出现一次 出现两次的数
        int seenOnce = 0, seenTwice = 0;
        for (int num : nums) {
            seenOnce = ~seenTwice & (seenOnce ^ num);
            seenTwice = ~seenOnce & (seenTwice ^ num);
        }

        return seenOnce;
    }
    //使用额外空间复杂度方法
    public static int singleNumber2(int[] nums) {
        int[] arr = new int[32];
        for (int num : nums) {
            for (int i = 0; i < 32; i++) {
                //取出最右侧的1依次累加到长度32的数组中
                arr[i]+=  (num>>i)&1;
            }
        }
        int ans =0;
        for (int i = 0; i < 32; i++) {
            //如果出现了三次肯定此二进制位上为3的倍数
            if (arr[i]%3!=0){
                //将此位数迁移i位，进行或运算，将数值存入对应位置
                ans|=(1<<i);
            }
        }
        return ans;
    }
}