Question

面试题 56 - II. 数组中数字出现的次数 II

题目描述

在一个数组 nums 中除一个数字只出现一次之外，其他数字都出现了三次。请找出那个只出现一次的数字。

 

示例 1：

输入：nums = [3,4,3,3]
输出：4

示例 2：

输入：nums = [9,1,7,9,7,9,7]
输出：1

 

限制：

• 1 <= nums.length <= 10000
• 1 <= nums[i] < 2^31

 

解法

方法一：位运算

我们用一个长度为 32 的数组 $cnt$ 来统计所有数字的每一位中 $1$ 的出现次数。如果某一位的 $1$ 的出现次数能被 $3$ 整除，那么那个只出现一次的数字二进制表示中对应的那一位也是 $0$；否则，那个只出现一次的数字二进制表示中对应的那一位是 $1$。

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(C)$。其中 $n$ 是数组的长度；而 $C$ 是整数的位数，本题中 $C=32$。

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

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

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

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

impl Solution {
  pub fn single_number(nums: Vec<i32>) -> i32 {
    let mut counts = [0; 32];
    for num in nums.iter() {
      for i in 0..32 {
        counts[i] += (num >> i) & 1;
      }
    }
    let mut res = 0;
    for count in counts.iter().rev() {
      res <<= 1;
      res |= count % 3;
    }
    res
  }
}

/**
 * @param {number[]} nums
 * @return {number}
 */
var singleNumber = function (nums) {
  const cnt = new Array(32).fill(0);
  for (let x of nums) {
    for (let i = 0; i < 32; ++i) {
      cnt[i] += x & 1;
      x >>= 1;
    }
  }
  let ans = 0;
  for (let i = 0; i < 32; ++i) {
    if (cnt[i] % 3) {
      ans |= 1 << i;
    }
  }
  return ans;
};

public class Solution {
  public int SingleNumber(int[] nums) {
    int[] cnt = new int[32];
    foreach(int x in nums) {
      int v = x;
      for (int i = 0; i < 32; ++i) {
        cnt[i] += v & 1;
        v >>= 1;
      }
    }
    int ans = 0;
    for (int i = 0; i < 32; ++i) {
      if (cnt[i] % 3 == 1) {
        ans |= 1 << i;
      }
    }
    return ans;
  }
}