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剑指 Offer II 004. 只出现一次的数字 mid

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：

• $1<=nums.length<=3\ast 10^4$
• $-2^{31}<=nums[i]<=2^{31}-1$
• 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

解法一：

第一次遍历用一个哈希表记录数组中元素的出现次数，第二次遍历就找到那个出现次数为 1 的元素，返回该元素即可。

时间复杂度：$O(n)$

空间复杂度：$O(n)$

C++代码：

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        unordered_map<int,int> cnt;
        for(auto &x:nums) cnt[x]++;
        int ans = -1;

        for(auto &[k,v]:cnt){
            if(v == 1){
                ans = k;
                break;
            }
        }
        return ans;
    }
};

Java代码：

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int x : nums) {
            map.put(x, map.getOrDefault(x, 0) + 1);
        }
        for (int x : map.keySet()) {
            if (map.get(x) == 1) return x;
        }
        return -1;
    }
}

解法二：

因为数组中的每一个元素都是32位整数，所以我们可以用一个长度为32 的 bit 数组来记录所有的元素。

因为数组中只有一个元素只出现了一次，其他都出现了三次。

所以如果我们对 $bit[i](0<=i<32)$ 都 %3，剩下的就是那个只出现一次的数字的二进制位了。

例如：

nums = [2,2,2,3,3,3,5]

时间复杂度：$O(n)$

空间复杂度：$O(1)$

C++代码：

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        vector<int> bit(32);
        for(auto &x:nums){
            for(int i = 0;i < 32;i++){
                bit[i] += (x >> i) & 1;
            }
        }
        
        int ans = 0;

        for(int i = 0;i < 32;i++){
            ans += (bit[i] % 3) << i;
        }

        return ans;
    }
};

Java代码：

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        int[] bit = new int[32];
        for(int x:nums){
            for(int i = 0;i < 32;i++){
                bit[i] += (x >> i) & 1;
            }
        }

        int ans = 0;

        for(int i = 0;i < 32;i++){
            ans += (bit[i] % 3) << i;
        }

        return ans;
    }
}