LeetCode 136:只出现一次的数字 Single Number

  1. 云栖社区>
  2. 博客>
  3. 正文

LeetCode 136:只出现一次的数字 Single Number

爱写Bug 2019-10-11 16:55:23 浏览228
展开阅读全文

题目:

给定一个非空整数数组,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。

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

说明:

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?

Note:

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

示例 1:

输入: [2,2,1]
输出: 1

示例 2:

输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

解题思路:

  • 排序数组,如果某个数与前后两个数均不相等则该数只出现一次。
  • 哈希映射,key 为每个数的值,value 为每个数出现的频率。最后找到 value = 1 的数返回。
  • 异或运算,直接进行异或操作求值。不使用额外空间。

异或运算(XOR)解题是最优雅的解法,且不使用额外空间,其概念为:

  • 如果我们对 0 和二进制位做 XOR 运算,得到的仍然是这个二进制位

    • a XOR 0 = a
  • 如果我们对相同的二进制位做 XOR 运算,返回的结果是 0

    • a XOR a = 0
  • XOR 满足交换律和结合律

代码:

借助哈希表:

Java:

哈希映射频率(可用于字符串出现频率的计算)

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int num : nums) {
            Integer count = map.get(num); //get() 方法获取元素不存在时返回null
            count = count == null ? 1 : ++count; //count为null 时证明元素不存在,则频率改为1,否则count频率+1
            map.put(num, count); //加入映射表
        }
        for (Integer num : map.keySet())
            if (map.get(num) == 1) return num; //返回频率为1的数
        return 0;
    }
}

Python:

1、借助 try...except...,只适用于该题中重复元素重复出现次数为偶数次。

class Solution(object):
    def singleNumber(self, nums):
        hash_map = {}
        for i in nums:
            try:
                hash_map.pop(i) # 尝试移除该数
            except:
                hash_map[i] = 1 # 移除失败证明字典内没有该值,则添加到字典
        return hash_map.popitem()[0] #最后字典中只剩下一个键值对,返回其键值

2、字典映射频率(可用于字符串出现频率的计算)

class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        hash_map = {}
        for num in nums:
            hash_map.setdefault(num, 0)
            hash_map[num] += 1 # 每次出现频率加一
        for k, v in hash_map.items(): #二次遍历返回频率为1的数
            if v == 1:
                return k
        return 0

亦或运算(XOR):

其处理逻辑可以简单理解为:

输入: [2 , 3 , 2 , 4 , 3] ,  初始化 result = 0

result = 0  XOR  2  =  2
result = 2  XOR  3  =  [2 , 3]
result =  [2 , 3]  XOR  2  =  3
result = 3  XOR  4  =  [3 , 4]
result = [3 , 4]  XOR  3  =  4

返回 result = 4

异或运算是位操作中最基本运算之一,以上是为方便理解异或运算而简化抽象的逻辑,如果想进一步了解位操作可以参考Wiki百科。

高级程序设计语言异或运算表示符号一般是 ^

Java:

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

Python:

class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        result = 0
        for num in nums:
            result = result ^ num
        return result

网友评论

登录后评论
0/500
评论
爱写Bug
+ 关注