【LeetCode】136. Single Number (4 solutions)

Single Number

Given an array of integers, every element appears twice except for one. Find that single one.

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

解法一：用map记录每个元素的次数，返回次数为1的元素

class Solution {
public:
map<int,int> m;
int singleNumber(vector<int>& nums) {
for(int i = 0; i < nums.size(); i ++)
{
if(m.find(nums[i]) == m.end())
m[nums[i]] = 1;
else
m[nums[i]] = 2;
}

for(map<int,int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it ++)
{
if(it->second == 1)
return it->first;
}
}
};

解法二：利用异或操作的结合律。

同一数字x异或自己结果为0.x^x=0

任何数字x异或0结果为x.x^0=x

class Solution {
public:
int singleNumber(vector<int>& nums) {
if(nums.empty())
return 0;
int ret = nums[0];
for(int i = 1; i < nums.size(); i ++)
ret ^= nums[i];
return ret;
}
};

解法三：先排序，再遍历找出孤异元素

class Solution {
public:
int singleNumber(vector<int>& nums) {
sort(nums.begin(), nums.end());
//A has at least 3 elements
if(nums[0] != nums[1])
return nums[0];
int n = nums.size();
if(nums[n-1] != nums[n-2])
return nums[n-1];
for(int i = 1; i < n-1; i ++)
{
if(nums[i] != nums[i-1] && nums[i] != nums[i+1])
return nums[i];
}
}
};

解法四：

位操作。不管非孤异元素重复多少次，这是通用做法。

对于右数第i位，如果孤异元素该位为0，则该位为1的元素总数为2的整数倍。

如果孤异元素该位为1，则该位为1的元素总数不为2的整数倍（也就是余1）。

换句话说，如果第i位为1的元素总数不为2的整数倍，则孤异数的第i位为1，否则为0.

（如果非孤异元素重复n次，则判断是否为n的整数倍）

class Solution {
public:
int singleNumber(vector<int>& nums) {
int count;
int result = 0;
int ind = 1;    //mask position
int n = nums.size();
while(ind)
{
count = 0;
for(int i = 0; i < n; i ++)
{
if(nums[i] & ind)
count ++;
}
if(count % 2)
result |= ind;
ind <<= 1;
}
return result;
}
};