C++实现LeetCode(136.单独的数字)

[LeetCode] 136.Single Number 单独的数字

Given a non-empty array of integers, every element appears twice except for one. Find that single one.

Note:

Your algorithm should have a linear runtime complexity. Could you implement it without using extra memory?

Example 1:

Input: [2,2,1]
Output: 1

Example 2:

Input: [4,1,2,1,2]
Output: 4

这道题给了我们一个非空的整数数组，说是除了一个数字之外所有的数字都正好出现了两次，让我们找出这个只出现一次的数字。题目中让我们在线性的时间复杂度内求解，那么一个非常直接的思路就是使用 HashSet，利用其常数级的查找速度。遍历数组中的每个数字，若当前数字已经在 HashSet 中了，则将 HashSet 中的该数字移除，否则就加入 HashSet。这相当于两两抵消了，最终凡事出现两次的数字都被移除了 HashSet，唯一剩下的那个就是单独数字了，参见代码如下：

C++ 解法一：

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        unordered_set<int> st;
        for (int num : nums) {
            if (st.count(num)) st.erase(num);
            else st.insert(num);
        }
        return *st.begin();
    }
};

Java 解法一：

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        Set<Integer> st = new HashSet<>();
        for (int num : nums) {
            if (!st.add(num)) st.remove(num);
        }
        return st.iterator().next();
    }
}

题目中让我们不使用额外空间来做，本来是一道非常简单的题，但是由于加上了时间复杂度必须是 O(n)，并且空间复杂度为 O(1)，使得不能用排序方法，也不能使用 HashSet 数据结构。那么只能另辟蹊径，需要用位操作 Bit Operation 来解此题，这个解法如果让我想，肯定想不出来，因为谁会想到用逻辑异或来解题呢。逻辑异或的真值表为：

 异或运算的真值表如下：

A B ⊕
F F F
F T T
T F T
T T F

由于数字在计算机是以二进制存储的，每位上都是0或1，如果我们把两个相同的数字异或，0与0 '异或' 是0，1与1 '异或' 也是0，那么我们会得到0。根据这个特点，我们把数组中所有的数字都 '异或' 起来，则每对相同的数字都会得0，然后最后剩下来的数字就是那个只有1次的数字。这个方法确实很赞，但是感觉一般人不会往 '异或' 上想，绝对是为CS专业的同学设计的好题呀，赞一个~~ 

C++ 解法二：

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        int res = 0;
        for (auto num : nums) res ^= num;
        return res;
    }
};

Java 解法二：

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        int res = 0;
        for (int num : nums) res ^= num;
        return res;
    }
}

到此这篇关于C++实现LeetCode(136.单独的数字)的文章就介绍到这了,更多相关C++实现单独的数字内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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