找出陣列中只出現一次的數

2021-09-09 09:22:31 字數 1294 閱讀 3475

今天來看一道有意思的題,看起來很簡單,但是要想到滿足要求的答案沒那麼容易。

有乙個非空整形陣列,除了有乙個只出現過一次的數,其他的數都出現且只出現過兩次,現要求找出這個只出現過一次的數。時間複雜度不能超過 o(n),而且不能使用額外空間。

大概意思就是,比如從 [5,5,8,8,6,9,9] 陣列中找出 6 這個只出現過一次的數。

本來可以想到對陣列先進行排序,再遍歷陣列判斷當前元素和前後元素是否相同,從而來找出那個只出現一次的元素。

但是題目要求時間複雜度不能超過 o(n),且空間複雜度為 o(1),因此陣列排序不滿足要求。

看來這道題需要使用點技巧了,我們使用位運算來試試。

遍歷陣列,對每個元素都進行異或運算。因為陣列中其他的元素都出現過兩次,兩個相同元素的異或運算結果為 0,而 0 和其他元素的異或運算結果為該元素本身,所以遍歷陣列最後只剩下那個只出現一次的那個元素。

注意位運算都是指基於二進位制的運算,所以乙個異或運算其實是先把十進位制數轉化為二進位制,然後再去做異或運算的。

這種位運算符合題目的要求,只需遍歷一遍陣列即可,時間複雜度為 o(n),也不需要額外的空間。

我們再來看一下具體的例子,來個簡單一點的陣列,[2,2,8,3,3],通過異或運算找出 8 這個數。

先把陣列中的元素全部轉換成二進位制,分別為:

#十進位制轉二進位制

2 -> 10

2 -> 10

8 -> 1000

3 -> 11

3 -> 11

接下來依次對二進位制數做異或運算,異或運算符號為 "^", 分別為:

#二進位制數異或運算

10 ^ 10 = 0

0 ^ 1000 = 1000

1000 ^ 11 = 1011

1011 ^ 11 = 1000

(注意,如果參與異或運算的兩個值位數不一致的話,前面補0)

也就是說最終我們得到的是二進位制數 1000,對應的十進位制就是數字 8。

這道題非常巧妙的利用了異或運算的特點,兩個相同的數異或結果為 0,所以陣列中相同的兩個數都相互異或為 0 了,只剩下那個只出現一次的數。

下面是一段 python 實現的**,利用異或運算找出只出現一次的數。

#python 利用異或運算找出陣列中只出現一次的數

def singlenumber(nums):

res = 0

for num in nums:            

res ^= num           

return res

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