Question

剑指 Offer II 004. 只出现一次的数字

题目描述

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：本题与主站 137 题相同：https://leetcode.cn/problems/single-number-ii/

解法

方法一：位运算

我们可以统计所有数字中每个位上出现的 $1$ 的个数，然后对 $3$ 取模。如果某一位上的出现的 $1$ 的个数无法被 $3$ 整除，说明只出现一次的数字在该位上是 $1$，否则是 $0$。

时间复杂度 $O(n \times \log M)$，其中 $n$ 是数组 $nums$ 的长度，而 $M$ 是数组中元素的最大值。空间复杂度 $O(1)$。

class Solution:
  def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
    ans = 0
    for i in range(32):
      cnt = sum(x >> i & 1 for x in nums)
      if cnt % 3:
        if i == 31:
          ans -= 1 << i
        else:
          ans |= 1 << i
    return ans

class Solution {
  public int singleNumber(int[] nums) {
    int ans = 0;
    for (int i = 0; i < 32; ++i) {
      int cnt = 0;
      for (int x : nums) {
        cnt += x >> i & 1;
      }
      cnt %= 3;
      ans |= cnt << i;
    }
    return ans;
  }
}

class Solution {
public:
  int singleNumber(vector<int>& nums) {
    int ans = 0;
    for (int i = 0; i < 32; ++i) {
      int cnt = 0;
      for (int x : nums) {
        cnt += (x >> i) & 1;
      }
      cnt %= 3;
      ans |= cnt << i;
    }
    return ans;
  }
};

func singleNumber(nums []int) int {
  var ans int32
  for i := 0; i < 32; i++ {
    cnt := 0
    for _, x := range nums {
      cnt += x >> i & 1
    }
    cnt %= 3
    ans |= int32(cnt) << i
  }
  return int(ans)
}

function singleNumber(nums: number[]): number {
  let ans = 0;
  for (let i = 0; i < 32; ++i) {
    let cnt = 0;
    for (const x of nums) {
      cnt += (x >> i) & 1;
    }
    cnt %= 3;
    ans |= cnt << i;
  }
  return ans;
}