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136. 只出现一次的数字 Single Number  🌟

137. 只出现一次的数字 II Single Number II  🌟🌟

260. 只出现一次的数字 III Single Number III  🌟🌟🌟

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136. 只出现一次的数字 Single Number

给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。

说明：

你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗？

示例 1:

输入: [2,2,1]
输出: 1

示例 2:

输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

代码1： 用哈希表计数

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) int {
	hash := make(map[int]int)
	for _, num := range nums {
		hash[num]++
	}
	for num, count := range hash {
		if count == 1 {
			return num
		}
	}
	return 0
}

func main() {
	nums := []int{2, 2, 1}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{4, 1, 2, 1, 2}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

代码2： 异或运算

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) int {
	res := 0
	for _, num := range nums {
		res ^= num
	}
	return res
}

func main() {
	nums := []int{2, 2, 1}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{4, 1, 2, 1, 2}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

代码3： 算术运算

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) int {
	hash := make(map[int]int)
	sum1, sum2 := 0, 0
	for _, num := range nums {
		hash[num]++
		sum1 += num
	}
	for num, _ := range hash {
		sum2 += 2 * num
	}
	return sum2 - sum1
}

func main() {
	nums := []int{2, 2, 1}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{4, 1, 2, 1, 2}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

输出：

1
4

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137. 只出现一次的数字 II Single Number II

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 = [0,1,0,1,0,1,99]
输出：99

提示：

• 1 <= nums.length <= 3 * 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

进阶：你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗？

代码1： 用哈希表计数

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) int {
	hash := make(map[int]int)
	for _, num := range nums {
		hash[num]++
	}
	for num, count := range hash {
		if count == 1 {
			return num
		}
	}
	return 0
}

func main() {
	nums := []int{2, 2, 3, 2}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{0, 1, 0, 1, 0, 1, 99}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

代码2： 位运算

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) int {
	res := 0
	for i := 0; i < 64; i++ {
		sum := 0
		for _, num := range nums {
			sum += (num >> i) & 1
		}
		if sum%3 != 0 {
			res |= 1 << i
		}
	}
	return res
}

func main() {
	nums := []int{2, 2, 3, 2}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{0, 1, 0, 1, 0, 1, 99}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

 代码3： 算术运算

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) int {
	hash := make(map[int]int)
	sum1, sum2 := 0, 0
	for _, num := range nums {
		hash[num]++
		sum1 += num
	}
	for num, _ := range hash {
		sum2 += 3 * num
	}
	return (sum2 - sum1) / 2
}

func main() {
	nums := []int{2, 2, 3, 2}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{0, 1, 0, 1, 0, 1, 99}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

输出：

3
99

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260. 只出现一次的数字 III Single Number III

给定一个整数数组 nums，其中恰好有两个元素只出现一次，其余所有元素均出现两次。 找出只出现一次的那两个元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

进阶：你的算法应该具有线性时间复杂度。你能否仅使用常数空间复杂度来实现？

示例 1：

输入：nums = [1,2,1,3,2,5]
输出：[3,5]
解释：[5, 3] 也是有效的答案。

示例 2：

输入：nums = [-1,0]
输出：[-1,0]

示例 3：

输入：nums = [0,1]
输出：[1,0]

提示：

• 2 <= nums.length <= 3 * 10^4
• -2^31 <= nums[i] <= 2^31 - 1
• 除两个只出现一次的整数外，nums 中的其他数字都出现两次

代码1： 用哈希表计数

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) []int {
	m := make(map[int]int)
	for _, num := range nums {
		m[num]++
	}
	res := make([]int, 0, 2)
	for num, count := range m {
		if count == 1 {
			res = append(res, num)
		}
	}
	return res
}

func main() {
	nums := []int{1, 2, 1, 3, 2, 5}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{-1, 0}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{0, 1}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

代码2： 位运算

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) []int {
	xor := 0
	for _, num := range nums {
		xor ^= num
	}
	mask := 1
	for (xor & mask) == 0 {
		mask <<= 1
	}
	a, b := 0, 0
	for _, num := range nums {
		if num&mask != 0 {
			a ^= num
		} else {
			b ^= num
		}
	}
	return []int{a, b}
}

func main() {
	nums := []int{1, 2, 1, 3, 2, 5}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{-1, 0}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{0, 1}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

代码3： 分组异或

package main

import "fmt"

func singleNumber(nums []int) []int {
	xor := 0
	for _, num := range nums {
		xor ^= num
	}
	mask := 1
	for (xor & mask) == 0 {
		mask <<= 1
	}
	a, b := 0, 0
	for _, num := range nums {
		if num&mask != 0 {
			a ^= num
		} else {
			b ^= num
		}
	}
	return []int{a, b}
}

func main() {
	nums := []int{1, 2, 1, 3, 2, 5}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{-1, 0}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
	nums = []int{0, 1}
	fmt.Println(singleNumber(nums))
}

输出：

[3 5]
[-1 0]
[1 0]

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