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。

示例 :

输入: [1,2,1,3,2,5]
输出: [3,5]
注意:

结果输出的顺序并不重要,对于上面的例子, [5, 3] 也是正确答案。
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?

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/single-number-iii
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思路

作者:w1sl1y
链接:https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/solution/cai-yong-fen-zhi-de-si-xiang-jiang-wen-ti-jiang-we/
来源:力扣(LeetCode)

第一步: 把所有的元素进行异或操作,最终得到一个异或值。因为是不同的两个数字,所以这个值必定不为0;

   int xor = 0;
    for (int num : nums) {
        xor ^= num;
    } 

第二步: 取异或值最后一个二进制位为1的数字作为mask,如果是1则表示两个数字在这一位上不同。

int mask = xor & (-xor);
第三步: 通过与这个mask进行与操作,如果为0的分为一个数组,为1的分为另一个数组。这样就把问题降低成了:“有一个数组每个数字都出现两次,有一个数字只出现了一次,求出该数字”。对这两个子问题分别进行全异或就可以得到两个解。也就是最终的数组了。

    int[] ans = new int[2];
    for (int num : nums) {
        if ( (num & mask) == 0) {
            ans[0] ^= num;
        } else {
            ans[1] ^= num;
        }
    }

复杂度分析: 时间复杂度O(N),空间复杂度O(1)

代码

class Solution {
public:
    vector<int> singleNumber(vector<int>& nums) {
        int mask = 0;
        vector<int> ans(2, 0);
        for (int n : nums) mask ^= n;
        mask &= -mask;
        for (int n : nums) ans[!!(n & mask)] ^= n;
        return ans;
    }
};

总结

1.^  自己^自己是0,这个神奇的性质可以用在去掉重复出现的数字上。
2.a & -a ⇒ lowbit 算法
3.通过与这个mask进行与操作,如果为0的分为一个数组,为1的分为另一个数组。mask + & 来进行分类