如何快速找出一个数组中只出现一次的两个数,其他元素出现两次?保证时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)

本文介绍了一种高效算法,能在O(n)时间复杂度与O(1)空间复杂度下,从一个大部分元素重复两次、仅两个元素各出现一次的数组中找出这两个唯一元素。通过整体异或运算定位不同位,并据此划分数组,再次异或运算得到目标元素。

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如何快速找出一个数组中只出现一次的两个数,其他元素出现两次?保证时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)

分析步骤:

1、对数组中所有元素求异或,得到结果result。那么由于这个数组中有两个数只出现一次,而其他元素出现两次,所以result的结果一定不为零

2、找出result中任意不为零的位,保存位的下标,记作index

3、将数组分为第index位为零和不为零两组,分别对这两组进行异或运算,即可得到数组中只出现一次的两个数

java代码如下:

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

public class Main {
	
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input = new Scanner(System.in);
		while(input.hasNext()) {
			String[] str = input.nextLine().split(" ");
			int[] arr = new int[str.length];
			for (int i = 0; i < str.length; i++) {
				arr[i] = Integer.parseInt(str[i]);
			}
			int result[] = getOnceElements(arr);
			System.out.println(Arrays.toString(result));
		}
	}
	
	public static int[] getOnceElements(int[] arr) {
		//用于保存结果
		int[] result = new int[2];
		//1、先进行异或,得到数组中所有元素异或的结果
		int res = arr[0];
		for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
			res ^= arr[i];
		}
		//2、找到异或结果二进制表示中中不为0的位
		int index = 0;
		for (int i = 0; i < 32; i++) {
			if ((res >> i & 1) == 1) {
				index = i;
				break;
			}
		}
		//3、将数组按第index位为0和为1,分为两组
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			if ((arr[i] >> index & 1) == 1) {
				result[0] ^= arr[i];
			} else {
				result[1] ^= arr[i];
			}
		}
		return result;
	}
}

测试结果:

1 2 1 2 4 3 5 5 
[3, 4]
3 4 5 6 3 4 7 8 5 6
[7, 8]


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