leetcode_137 Single Number II

最新推荐文章于 2020-08-16 20:42:49 发布

Dream_yz

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分类专栏： leetcode编程 leetcode刷题文章标签： leetcode 137 C++ Single Number-II

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本文介绍了三种高效算法来找出数组中仅出现一次的数，其他数均出现三次。通过使用哈希映射、位运算统计及二进制位状态追踪等方法，实现了C++与Java两种语言的解决方案。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目分析：

给定一个数组，里面只有一个数只出现一次，其他的数均出现三次，请找出这个只出现一次的数。
解题思路：
- 方法1 利用map实现
  
  1）遍历整个数组，统计数组中每个数出现的次数，并将其保存在map种
  
  2）遍历数组中元素，查看map中对应元素出现的次数，如果出现只出现一次，则返回次元素，并结束程序即可。
- 方法2 统计数组数的各个位之和
  
  1）int类型是32位数，对数组中所有数（32位int类）的各个位进行求和
  
  2）将就和的结果进行模3操作，放在结果的对应位置上即可。
- 方法3 统计出现1次，2次，3次的数
  
  整体思想：利用3个变量分别保存各个二进制位上1出现一次、两次、三次的分布情况，最后只需要返回变量1就可以了。
  
  1）每次循环先计算twos，即出现两次的1的分布；
  
  2）然后计算出现一次的1的分布；
  
  3）接着二者进行与操作，得到三次出现1的分布；
  
  4）然后多three取反，在与ones、twos进行与操作，目的是将出现三次的位置清零。

实现程序

C++版本

// 方法1实现
int singleNumber(vector<int> nums)
{
    map<int, int> mp;
    for (int i = 0; i < nums.size(); i++)
    {
        mp[nums[i]]++;
    }
    for (int i = 0; i < nums.size(); i++)
    {
        if (mp[nums[i]] == 1)
            return nums[i];
    } 
    return 0;
}
//方法2实现 
int singleNumber1(vector<int> &nums)
{
    int bitnum[32] = {0};
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < 32; i++)
    {
        // 统计所有数对应第i位数的所有和 
        for (int j = 0; j < nums.size(); j++)
        {
            bitnum[i] += (nums[j] >> i) & 1;
        }
        // 获取最后结果中第i位数对应的值 
        result |= (bitnum[i] % 3) << i;
    }
    return result;
}
//方法3实现
int singleNumber1(vector<int> nums)
{
    int one = 0;
    int two = 0;
    int three = 0;
    for (int i = 0; i < nums.size(); i++)
    {
        two |= one & nums[i];
        one ^= nums[i];
        three = one & two;
        one &= ~three;
        two &= ~three;
    }
    return one;
}

Java版本

// 方法1实现
public int singleNumber1(int[] nums){
    Map<Integer, Integer> mp = new HashMap<Integer, Integer>();
    // 统计每个数出现的次数
    for (int i = 0; i < nums.length; i++){
        if (mp.containsKey(nums[i])){
            int count = mp.get(nums[i]);
            mp.put(nums[i], count + 1);
        }
        else
        {
            mp.put(nums[i], 1);
        }
    }
    // 遍历map，取出只出现1次的数
    Set<Integer> keys = mp.keySet();
    for (int key : keys){
        if (mp.get(key) == 1)
            return key;
    }
    return 0;
}
// 方法2实现
public int singleNumber2(int[] nums){
    int[] bitnum = new int[32];
    for (int i = 0; i < bitnum.length; i++){
        bitnum[i] = 0;
    }
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < 32; i++){
        for (int j = 0; j < nums.length; j++){
            bitnum[i] += (nums[j] >> i) & 1;
        }
        result |= (bitnum[i] % 3) << i;
    }
    return result;
}
// 方法3实现
public int singleNumber(int[] nums){
    int one = 0;
    int two = 0;
    int three = 0;
    for (int i = 0; i < nums.length; i++){
        two |= one & nums[i];
        one ^= nums[i];
        three = one & two;
        one &= ~three;
        two &= ~three;
    }
    return one;
}