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程序员面试题精选——找出数组中两个只出现一次(奇数次)的数字

2013年08月30日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1502字 ⁄ 字号 评论关闭

问题描述:一个数组中除了两个数字之外,其余数字均出现了两次(或偶数次)。请写出程序查找出这两个只出现一次的数字,要求时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)。

 

问题分析:这是一道很新颖的关于位运算的面试题。首先考虑这个问题的一个简单版本:一个数组中除了一个数字之外,其余的数字均出现两次,请写程序找出这个出现一次的数字。

 

这个问题的突破口在哪里?题目为什么强调有一个数字只出现一次,其他的出现两次?我们想到异或运算的性质,任何一个数字异或 自身都为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。因为出现两次的数字均在异或运算中抵消了。

 

有了上面简单问题的解决方案后,我们回到原始问题。如果能把一个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,其余数字均出现两次。如果能够这样拆分数组,则按照前面的方法,很容易求出原始数组中两个只出现一次的数字。

 

我们还是从头到尾依次异或数组中每个数字,那么最终得到的结果就是两个只出现一次的的数字的异或值,其他出现两次的数字在异 或运算中抵消了。由于这两个数字肯定不一样,所以最终异或结果必然不为0。也就是说异或结果的二进制数值中肯定有一位为1。我们在异或结果数字中找到第一个不为1的位的位置,记为N,我们以第N位是否为1为标准把原始数组划分为两个子数组。第一个子数组每个数字第N位都为1,第二个子数组每个数字第N位都为0。现在,我们已经把原始数组划分为两个子数组。两个子数组都包含一个只出现1次的数字,而其余数字均出现两次。到此为止,原始问题就得以解决了。

 

 

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