剑指offer004(Java)-只出现一次的数字(中等)
题目:
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 = [0,1,0,1,0,1,100]
输出:100
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?
注意:本题与 力扣 137 题相同:
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/WGki4K
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解题思路:
方法一:位运算
利用int类型固定为32位,利用这32位来统计每一个数值的每一位出现1的次数,然后再对每一位统计出的次数与3进行模运算(如果出现3次,那模运算一定为0),模运算不为0时,就让1向右移动,再与结果进行或运算。
举个例子:[1,1,1,3],1的二进制为 :0001, 3的二进制为:0011
1: 0 0 0 1
1: 0 0 0 1
1: 0 0 0 1
1: 0 0 1 1
c: 0 0 1 4
当count =4时,count % 3 != 0,res |= (1 << 0) = 0000 | 0001 = 0001
当count = 1时, count % 3 != 0,res |= (1 << 1) = 0001 | 0010 = 0011
当count = 0时, count % 3 = 0,不更新res
...(后面的位都不更新res)
结束时res = 0011 = 3
图片来源:K神老师
代码:
1 class Solution {
2 public int singleNumber(int[] nums) {
3 int res = 0;
4 //数组中的元素都在int(即 32 位整数)范围
5 //第一个循环 i从 0~31 ,代表每一位2进制数
6 for (int i = 0; i < 32; i++){
7 int count = 0;
8 for(int num : nums){
9 // num >> i表示num右移i位置,即把二进制第i位右移到最右边
10 // & 1右移之后与1进行&运算,即得到最右边的数
11 //(num >> i) & 1 举例:num为5,i为2,num二进制为 0101,num>>2&1 = 0001 & 1 = 0001 = 1
12 count += ((num >> i) & 1);
13 }
14 //count为nums数字中所有数的二进制第i位的和
15 //count%3!=0:目标答案 二进制的第i位为1
16 if (count % 3 != 0){
17 // 1 << i,将1左移i位,例如i为2,1 << i得到二进制数:100
18 // 将1左移i位之后,与ans即目标答案进行 | 运算(或运算)
19 // 或 运算的目的就是把 第i位的这个1加到ans里
20 //例如:res = 0 |= 0010 = 0010
21 //继续:res = 0010 |= 0001 = 0011 = 3
22 res |= (1 << i);
23 }
24 }
25 return res;
26 }
27 }
方法二:哈希表但空间复杂度和时间复杂度均为O(n)
1 class Solution {
2 public int singleNumber(int[] nums) {
3 HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
4 for(int num : nums){
5 map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);
6 }
7 for (int num : map.keySet()){
8 if (map.get(num) == 1) return num;
9 }
10 return -1;
11 }
12 }
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