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difficulty: 中等
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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 $0$【说明一定不属于非重复数字的位】；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 $C=32$。

【LeetCode刷题力扣题解 | 剑指Offer56 - II. 数组中数字出现的次数 II | 画图算法思路讲解及C++代码实现】 https://www.bilibili.com/video/BV1ZP4y1x7N3/?share_source=copy_web&vd_source=ed4a51d52f6e5c9a2cb7def6fa64ad6a
核心：重复数字对应为1的位 的个数统计一定为2的倍数。如果不是，就说明 非重复数字 在该位为1。

Python3

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)

Java

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;
    }
}

C++

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;
    }
};

Go

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
}

Rust

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
    }
}

JavaScript

/**
 * @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;
};

C#

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;
    }
}

Swift

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
    }
}