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 \(O(n \times C)\)，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 \(C=32\)。

Python3JavaC++GoRustJavaScriptC#Swift

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;
    }
}

class Solution {
    func singleNumber(_ nums: [Int]) -> Int {
        var bitCounts = [Int](repeating: 0, count: 32)

        for num in nums {
            var x = num
            for i in 0..<32 {
                bitCounts[i] += x & 1
                x >>= 1
            }
        }

        var result = 0
        for i in 0..<32 {
            if bitCounts[i] % 3 == 1 {
                result |= 1 << i
            }
        }

        return result
    }
}

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