/* 题目:一个整型数组里除了两个数字之外,其他的数字都出现了两次。 请写程序找出这两个只出现一次的数字。要求时间复杂度是O(n),空间复杂度是O(1)。 */
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题目:一个整型数组里除了两个数字之外,其他的数字都出现了两次。请写程序找出这两个只出现一次的数字。要求时间复杂度是O(n),空间复杂度是O(1)。
分析:这是一道很新颖的关于位运算的面试题。
首先我们考虑这个问题的一个简单版本:一个数组里除了一个数字之外,其他的数字都出现了两次。请写程序找出这个只出现一次的数字。
这个题目的突破口在哪里?题目为什么要强调有一个数字出现一次,其他的出现两次?我们想到了异或运算的性质:任何一个数字异或它自己都等于0。也就是说,如果我们从头到尾依次异或数组中的每一个数字,那么最终的结果刚好是那个只出现一次的数字,因为那些出现两次的数字全部在异或中抵消掉了。
有了上面简单问题的解决方案之后,我们回到原始的问题。如果能够把原数组分为两个子数组。在每个子数组中,包含一个只出现一次的数字,而其他数字都出现两次。如果能够这样拆分原数组,按照前面的办法就是分别求出这两个只出现一次的数字了。
我们还是从头到尾依次异或数组中的每一个数字,那么最终得到的结果就是两个只出现一次的数字的异或结果。因为其他数字都出现了两次,在异或中全部抵消掉了。由于这两个数字肯定不一样,那么这个异或结果肯定不为0,也就是说在这个结果数字的二进制表示中至少就有一位为1。我们在结果数字中找到第一个为1的位的位置,记为第N位。现在我们以第N位是不是1为标准把原数组中的数字分成两个子数组,第一个子数组中每个数字的第N位都为1,而第二个子数组的每个数字的第N位都为0。
现在我们已经把原数组分成了两个子数组,每个子数组都包含一个只出现一次的数字,而其他数字都出现了两次。因此到此为止,所有的问题我们都已经解决。
基于上述思路,我们不难写出如下代码:
以下是自己的代码:
/* 题目:一个整型数组里除了两个数字之外,其他的数字都出现了两次。 请写程序找出这两个只出现一次的数字。要求时间复杂度是O(n),空间复杂度是O(1)。 */ void FindOne(int a[],int &ret,int len) { ret=a[0]; for(int i=1;i<len;i++) { ret^=a[i]; } } void FindTwo(int a[],int &ret,int len) { ret=a[0]; for(int i=1;i<len;i++) { ret^=a[i]; } } int findFlag(int a) { int i=1; while(i<=a) { if(a&i) return i-1; i=i<<1; } } void split(int t[],int a[],int b[],int iPos,int len,int &ret1,int &ret2) { int ai=0; int bi=0; for(int i=0;i<len;i++) { if(t[i]&(1<<(iPos))) { a[ai++]=t[i]; } else b[bi++]=t[i]; } ret1=a[0]; for(int i=1;i<ai;i++) { ret1^=a[i]; } ret2=b[0]; for(int i=1;i<bi;i++) ret2^=b[i]; } int main() { int ret; int a[]={1,1,2,2,3,3,4,5,5,6,7,7}; FindTwo(a,ret,sizeof(a)/sizeof(int)); int b[100]; int c[100]; int ret1,ret2; split(a,b,c,findFlag(ret),sizeof(a)/sizeof(int),ret1,ret2); cout<<ret1<<" "<<ret2<<endl; return 0; }