LeetCode137_只出现一次的数字 II-优快云博客

本文介绍了解决137.只出现一次的数字II问题的三种方法，包括数学法、位操作法及一种复杂方法。数学法利用集合求和的特性；位操作法通过位运算巧妙解决；复杂方法通过对每位上1的数量计数再取余实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1. 题目

137. 只出现一次的数字 II
给你一个整数数组 nums ，除某个元素仅出现 一次 外，其余每个元素都恰出现 三次 。请你找出并返回那个只出现了一次的元素。

示例 1：
输入：nums = [2,2,3,2]
输出：3

示例 2：
输入：nums = [0,1,0,1,0,1,99]
输出：99
 
提示：
1 <= nums.length <= 3 * 104
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
nums 中，除某个元素仅出现 一次 外，其余每个元素都恰出现 三次
 
进阶：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？

2. 题解

2.1 解法1 （数学法）

from typing import List

# 数学法
# 假设 nums = [a, a, a, b, b, b, c]
# 结果为 3 * (a + b + c) - (a + a +a + b + b +b + c) = 2c
class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        return (3 * (sum(set(nums))) - sum(nums)) // 2


if __name__ == "__main__":
    s = Solution()
    a = s.singleNumber([2,2,1])
    print(a)

2.2 解法2 （复杂）

class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        counts = [0] * 32
        for n in nums:
            for j in range(32):
                counts[j] += n & 1
                n >>= 1                 # 进行右移
        res, m = 0, 3                   # m表示 3的次数
        # 对每一位上的1个数取余
        for i in range(32):
            res <<= 1
            res |= counts[31 - i] % m
        
        return res if counts[31] % m == 0 else ~(res ^ 0xffffffff)

2.3 解法3 （位方法）

from typing import List


class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        one, two = 0, 0
        for n in nums:
            one ^= n
            two |= (one & n)
            three = (one & two)

            # 如果相应的位出现3次，则将改为重置位0
            two &= ~three
            one &= ~three
        return one


if __name__ == "__main__":
    s = Solution()
    a = s.singleNumber([2,2,1])
    print(a)