【力扣刷题】只出现一次的数字

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题目描述

给你一个 非空 整数数组 nums ,除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。

你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题,且该算法只使用常量额外空间。

题目分析

方法一:暴力

这道题用暴力完全可以求解出来,两层循环,但是时间复杂度是O(n)

或者,先对nums排序,这样时间复杂度是O(nlogn)

方法二:hash表

还可以用hash表,遍历一遍nums,把每个数出现的次数记录在hash表中,然后从hash表中找出次数为1的那个数即可。

/*** @param {number[]} nums* @return {number}*/
var singleNumber = function (nums) {let hashMap = new Map();let count = 0;// 把每个数的次数记录到 map 中,key为该数,value为次数for (let i = 0; i < nums.length; ++i) {count = hashMap.get(nums[i]) || 0;hashMap.set(nums[i], count + 1);}// 遍历 map,找出次数为1的那个数for (let obj of hashMap) {if (obj[1] == 1) {return obj[0];}}
};

方法三:位运算

什么是位运算?从现代计算机中所有的数据二进制的形式存储在设备中。即 0、1 两种状态,计算机对二进制数据进行的运算(+、-、*、/)都是叫位运算,即将符号位共同参与运算的运算。

口说无凭,举一个简单的例子来看下 CPU 是如何进行计算的,比如这行代码:

int a = 35;
int b = 47;
int c = a + b;

计算两个数的和,因为在计算机中都是以二进制来进行运算,所以上面我们所给的 int 变量会在机器内部先转换为二进制在进行相加:

35:  0 0 1 0 0 0 1 1
47:  0 0 1 0 1 1 1 1
————————————————————
82:  0 1 0 1 0 0 1 0

所以,相比在代码中直接使用(+、-、*、/)运算符,合理的运用位运算更能显著提高代码在机器上的执行效率。

符号描述运算规则
&两个位都为1时,结果才为1
|两个位都为0时,结果才为0
^异或两个位相同为0,相异为1
~取反0变1,1变0
<<左移各二进位全部左移若干位,高位丢弃,低位补0
>>右移各二进位全部右移若干位,对无符号数,高位补0,有符号数,各编译器处理方法不一样,有的补符号位(算术右移),有的补0(逻辑右移)

现在,我们假设这个数组是nums=[3, 2, 1, 2, 3],方便起见,我们就假设二进制位数最多只有4位。

1的二进制:0001
2的二进制:0010
3的二进制:0011

我们可以用如下表格来表示:

-第1位第2位第3位第4位
30011
20010
10001
20010
30011
异或运算0001

经过异或运算,我们发现,结果是0001,十进制也就是1。

题解代码

/*** @param {number[]} nums* @return {number}*/
var singleNumber = function (nums) {let res = 0;for (let i = 0; i < nums.length; ++i) {res ^= nums[i];}return res;
};

运行结果

松露老师


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