题目的主要信息:

  • 一个长度为nn的数字,除了两个数字只出现1次,其余数字都出现2次
  • 要找到这两次只出现一次的数字,还要以非降序输出
  • 要求:空间复杂度O(1)O(1),时间复杂度O(n)O(n)

方法一:哈希表(能过,空间不符合要求)

具体做法:

遍历数组,用无序哈希表统计每个数字出现的频率,然后再遍历一次数组,对比哈希表,找到出现频率为1的两个数字,最后整理次序输出。

class Solution {
public:
    vector<int> FindNumsAppearOnce(vector<int>& array) {
        unordered_map<int, int> mp;
        vector<int> res;
        for(int i = 0; i < array.size(); i++) //遍历数组
            mp[array[i]]++; //统计每个数出现的频率
        for(int i = 0; i < array.size(); i++) //遍历数组
            if(mp[array[i]] == 1) //找到频率为1的两个数
                res.push_back(array[i]);
        if(res[0] < res[1]) //整理次序
            return res;
        else
            return {res[1], res[0]};
    }
};

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n)O(n),两次单独的遍历
  • 空间复杂度:O(n)O(n),哈希表的长度应该为(n2)/2(n-2)/2

方法二:异或运算

具体做法:

异或运算满***换率,且相同的数字作异或会被抵消掉,比如:abcbc=aa \oplus b \oplus c \oplus b \oplus c=a,放到这个题目里面所有数字异或运算就会得到aba \oplus b,也即得到了两个只出现一次的数字的异或和。

但是我们是要将其分开得到结果的,可以考虑将数组分成两部分,一部分为adcdc=aa \oplus d \oplus c \oplus d \oplus c=a,另一部分为bxyxy=ab \oplus x \oplus y \oplus x \oplus y=a的样式,怎么划分才能让a与b完全分开,而另外的也能刚好成对在一个组呢,我们可以考虑位运算:aba \oplus b的结果中如果二进制第一位是1,则说明a与b的第一位二进制不相同,否则则是相同的,从结果二进制的最高位开始遍历,总能找到二进制位为1的情况,因为两个数字不相同,我们就以这一位是否为1来划分上述的两个数组,相同的数字自然会被划分到另一边,而a与b也会刚好被分开,然后对分开的数组单独作异或连算即可。最后整理次序输出。

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class Solution {
public:
    vector<int> FindNumsAppearOnce(vector<int>& array) {
        vector<int> res(2, 0);
        int temp = 0;
        for(int i = 0; i < array.size(); i++) //遍历数组得到a^b
            temp ^= array[i];
        int k = 1;
        while((k & temp) == 0) //找到两个数不相同的第一位
            k <<= 1;
        for(int i = 0; i < array.size(); i++){
            if((k & array[i]) == 0) //遍历数组,对每个数分类
                res[0] ^= array[i];
            else
                res[1] ^= array[i];
        }
        if(res[0] < res[1]) //整理次序
            return res;
        else
            return {res[1], res[0]};
    }
};

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n)O(n),遍历两次数组,找到两个数不相同的第一位循环为常数次
  • 空间复杂度:O(1)O(1),无额外空间使用