剑指offer_数组中只出现一次的数字

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。

如果只有一个出现一次的数字，其他都出现两次：

方法1：Set.add+Set.remove

使用Set集合存储，Set集合不存储重复值，add()方法返回值为boolean类型，这一特点可以利用。
Set集合的add方法，添加成功返回true，否则返回false，而Set集合不存储重复值，所以当要添加的数与集合中已存在的数重复时，不会再进行添加操作，返回false，这时再进行remove操作，将集合中已存在的那个与要添加的数相同的元素移除，这样将作为方法参数传递过来的整型数组遍历完后，到最后集合中就只剩下了那个只出现了一次的数字。

方法2: 异或

使用异或运算符^，0与其他数字异或的结果是那个数字，相等的数字异或得0。要操作的数组中除了某个数字只出现了一次之外，其他数字都出现了两次，所以可以定义一个变量赋初始值为0，用这个变量与数组中每个数字做异或运算，并将这个变量值更新为那个运算结果，直到数组遍历完毕，最后得到的变量的值就是数组中只出现了一次的数字了。这种方法只需遍历一次数组，提高了程序运行的效率。
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原文：https://blog.youkuaiyun.com/young_simple/article/details/83152888 

如果有2个出现一次的数字，其他都出现两次：

方法1：ArrayList.add+ArrayList.add.remove+ArrayList.contains

1. 遍历数组，使用一个ArrayList记录当前只出现了一次的值。 
2. 若当前遍历的值，在ArrayList中已经出现，则移除该值，继续遍历。 
3. 最后剩下的两个值，即为所求。

方法2：分两组位运算 

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。
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原文：https://blog.youkuaiyun.com/ouyangyanlan/article/details/72668012 

以下是自己写的java版本代码：

//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[]) {
        //只有两位的特殊情况处理
        int len=array.length;
        if(len == 2){
            num1[0] = array[0];
            num2[0] = array[1];
            return;
        }
        //以flag异或累积出两个值的异或结果
        int flag=0;
        for(int i=0;i<len;i++){
            flag^=array[i];
        }
        //保留异或结果中的最右边一个1位
        int site=flag-(flag&(flag-1));
        //在分组的过程中直接处理，不必再储存两个分组
        num1[0]=0;
        num2[0]=0;
        for(int i=0;i<len;i++){
            int temp=site;
            if((site&array[i])==site){
                num1[0]^=array[i];
            }
            else{
                num2[0]^=array[i];
            }
        }
        return;
    }
}