LeetCode 260. Single Number III 题解（C++）

最新推荐文章于 2023-10-16 10:33:39 发布

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本文提供了一种使用C++解决LeetCode 260 Single Number III问题的方法，包括两种解法：一种是利用set容器，另一种是采用异或位运算符实现线性时间和常数空间复杂度的解决方案。

LeetCode 260. Single Number III 题解（C++）

题目描述

Given an array of numbers nums, in which exactly two elements appear only once and all the other elements appear exactly twice. Find the two elements that appear only once.

示例

Given nums = [1, 2, 1, 3, 2, 5], return [3, 5].

补充

The order of the result is not important. So in the above example, [5, 3] is also correct.
Your algorithm should run in linear runtime complexity. Could you implement it using only constant space complexity?

思路

我的思路

我的解法使用了之前已经使用过的set容器，具体内容请参照
LeetCode 136. Single Number 题解（C++）

最佳解法

最佳解法使用了异或位运算符。首先将所有的元素异或，得到的结果divNum为两个只出现一次的数字（即所求的答案）的异或。
这里假设两个数字分别为A和B，即A^B=divNum，因为A和B是两个不同的数字，所以它们的二进制中至少有一位是不一样的，这里我们需要先找到它们不一样的位置(这里必然有一个是1，另一个为0）。通过divNum与自己的负数-divNum相与，可以得到A和B的二进制中不一样的且最靠近右侧的位数的位置（该位置被置为1），并且其它的位置都为0。比如divNum是0110，则-divNum是1010，divNum&-divNum=0010
这里需要将A和B分为两组元素并分别进行异或位操作。将divNum与每个元素相与，若为0，则该元素属于同一组，若为1，则元素属于另外一组。之后再将两组元素分别进行异或操作，便可得到结果。

代码

我的解法

class Solution
{
public:
    vector<int> singleNumber(vector<int>& nums) 
    {
        set<int> setNumber;
        set<int>::iterator isetNumber;
        for (int i = 0; i < nums.size(); ++i)
        {
            isetNumber = setNumber.find(nums[i]);
            if (isetNumber == setNumber.end())
            {
                setNumber.insert(nums[i]);
            }
            else
            {
                setNumber.erase(nums[i]);
            }
        }
        vector<int> single;
        isetNumber = setNumber.begin();
        single.push_back(*isetNumber);
        single.push_back(*(++isetNumber));
        return single;
    }
};

最佳解法

class Solution
{
public:
    vector<int> singleNumber(vector<int>& nums) 
    {
        vector<int> single = {0, 0};
        int divNum = 0;
        for (int i = 0; i < nums.size(); ++i)
        {
            divNum ^= nums[i];
        }
        divNum &= -divNum;

        for (int i = 0; i < nums.size(); ++i)
        {
            if ((divNum & nums[i]) == 0)
            {
                single[0] ^= nums[i];
            }
            else
            {
                single[1] ^= nums[i];
            }
        }
        return single;
    }
};