Single Number III详解编程语言

Source

Given 2*n + 2 numbers, every numbers occurs twice except two, find them. 
 
Example 
Given [1,2,2,3,4,4,5,3] return 1 and 5 
 
Challenge 
O(n) time, O(1) extra space.

题解

题 Single Number 的 follow up, 不妨设最后两个只出现一次的数分别为 x1, x2. 那么遍历数组时根据两两异或的方法可得最后的结果为 x1 ^ x2, 如果我们要分别求得 x1 和 x2, 我们可以根据 x1 ^ x2 ^ x1 = x2 求得 x2, 同理可得 x_1. 那么问题来了,如何得到x1x2呢?看起来似乎是个死循环。大多数人一般也就能想到这一步(比如我…)。

这道题的巧妙之处在于利用x1 ^ x2的结果对原数组进行了分组,进而将x1x2分开了。具体方法则是利用了x1 ^ x2不为0的特性,如果x1 ^ x2不为0,那么x1 ^ x2的结果必然存在某一二进制位不为0(即为1),我们不妨将最低位的1提取出来,由于在这一二进制位上x1x2必然相异,即x1x2中相应位一个为0,另一个为1,所以我们可以利用这个最低位的1将x1x2分开。又由于除了x1x2之外其他数都是成对出现,故与最低位的1异或时一定会抵消,十分之精妙!

Java

public class Solution { 
    /** 
     * @param A : An integer array 
     * @return : Two integers 
     */ 
    public List<Integer> singleNumberIII(int[] A) { 
        ArrayList<Integer> nums = new ArrayList<Integer>(); 
        if (A == null || A.length == 0) return nums; 
 
        int x1xorx2 = 0; 
        for (int i : A) { 
            x1xorx2 ^= i; 
        } 
 
        // get the last 1 bit of x1xorx2, e.g. 1010 ==> 0010 
        int last1Bit = x1xorx2 - (x1xorx2 & (x1xorx2 - 1)); 
        int single1 = 0, single2 = 0; 
        for (int i : A) { 
            if ((last1Bit & i) == 0) { 
                single1 ^= i; 
            } else { 
                single2 ^= i; 
            } 
        } 
 
        nums.add(single1); 
        nums.add(single2); 
        return nums; 
    } 
}

源码分析

求一个数二进制位1的最低位方法为 x1xorx2 - (x1xorx2 & (x1xorx2 - 1)),。利用last1Bit可将数组的数分为两组,一组是相应位为0,另一组是相应位为1.

复杂度分析

两次遍历数组,时间复杂度 O(n), 使用了部分额外空间,空间复杂度 O(1).

原创文章,作者:Maggie-Hunter,如若转载,请注明出处:https://blog.ytso.com/20711.html

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