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260. 只出现一次的数字 III

问题描述

LeetCode 260. 只出现一次的数字 III (opens in a new tab),难度中等

给你一个整数数组 nums,其中恰好有两个元素只出现一次,其余所有元素均出现两次。 找出只出现一次的那两个元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

你必须设计并实现线性时间复杂度的算法且仅使用常量额外空间来解决此问题。

示例 1

输入:nums = [1,2,1,3,2,5]
输出:[3,5]
解释:[5, 3] 也是有效的答案。

示例 2

输入:nums = [-1,0]
输出:[-1,0]

示例 3

输入:nums = [0,1]
输出:[1,0]

提示:

  • 2 <= nums.length <= 3 * 104
  • -231 <= nums[i] <= 231 - 1
  • 除两个只出现一次的整数外,nums 中的其他数字都出现两次

题解

位运算

解题思路:

  • 根据相同的数字异或结果为 0 的特性,我们可以计算出两个只出现一次的数字异或的结果,但是还无法找到具体是哪两个数字。
  • 找出异或结果中任意一位为 1 的位置,利用这一位将数组分为两组;一组当前位为 0,另一组当前位为 1,这样两个只出现一次的数字会被分到不同的组中,其他所有成对的数字仍会被异或抵消为 0。
Solution.java
class Solution {
    public int[] singleNumber(int[] nums) {
        int[] result = new int[2];
        
        // 异或所有数字,得到两个不同数字的异或结果
        int xor = 0;
        for (int num : nums) {
            xor ^= num;
        }
        
        // 利用 xor & (-xor) 找出最低位的 1
        int diff = xor & (-xor);
 
        // 分组异或,num & diff 与运算区分出第 diff 位是否相同,进而将整个 num 分为两组
        for (int num : nums) {
            if ((num & diff) == 0) {
                result[0] ^= num;
            } else {
                result[1] ^= num;
            }
        }
 
        return result;
    }
}