LeetCode Single Number II

Posted 2020-07-07 gavinfish

LeetCode解题之Single Number II

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原题

一组数字中，有一个数字只出现一次，其余的都出现了三次，找出只出现了一次的那个数字。

注意点：

• 线性时间复杂度
• 最好不用额外申请空间

例子:

输入: nums = [1, 1, 1, 2, 3, 3, 3]

输出: 2

解题思路

如果要不额外申请空间，可以通过三个变量来记录每位出现的次数，注意顺序上应该先算出现三次、两次，再一次的，如果反过来的话会出现重复计算（如计算第一个数字时，one = one | num -> num,two = two | one & num -> num,three = two & num -> num，而此时显然不应该存在有位已经出现两次或三次）。当一个位的出现次数已经到三次了，那么就将这些位抹去。最后剩下的就是那个只出现一次的数。

上面的方法不是很通用，如果除一个数字外其余的数字出现了n次，那上面的方法就不容易解决了。可以用了一个包含32个元素（因为int型数值为32位）的数组来记录每一个位出现的次数，最后对每位对n进行取余操作，并通过位移操作将剩余的数字拼起来。对于Python需要注意的是要考虑负数的情况，因为Python默认数值都是可以无限大的，而不是根据首位是否为0来区分正负数，需要手动分辨一下。

AC源码

class Solution(object):
    def singleNumber(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: int
        """
        one, two, three = 0, 0, 0
        for num in nums:
            # calculate the count of the each bit
            three = two & num
            two = two | one & num
            one = one | num
            # clear the count for the bit which has achieved three
            one = one & ~three
            two = two & ~three
        return one

    def singleNumber_normal(self, nums):
        result = 0
        for i in range(32):
            count = 0
            for num in nums:
                count += (num >> i) & 1
            rem = count % 3
            # deal with the negative situation
            if i == 31 and rem:
                result -= 1 << 31
            else:
                result |= rem << i
        return result


if __name__ == "__main__":
    assert Solution().singleNumber([1, 1, 1, 2, 3, 3, 3]) == 2
    assert Solution().singleNumber([-2, -2, 1, 1, -3, 1, -3, -3, -4, -2]) == -4
    assert Solution().singleNumber_normal([1, 1, 1, 2, 3, 3, 3]) == 2
    assert Solution().singleNumber_normal([-2, -2, 1, 1, -3, 1, -3, -3, -4, -2]) == -4

欢迎查看我的Github (https://github.com/gavinfish/LeetCode-Python) 来获得相关源码。