找出数组中只出现一次的2个数

本文转载自:http://blog.csdn.net/fanzitao/article/details/7900764

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)

思路整理一下:

首先交待一下异或的基本性质:2个相同的数异或等于0,且异或操作(^)满足结合律和交换律。

再来考虑一种简单一点的情况:一个数组中只有一个元素出现唯一的一次,而有其他元素都出现2次。

那么我们用0依次异或数组中每一个元素,得到的就是那个唯一的元素。因为我们可以利用交换律和结合律将相同的元素移动到一起,那么在利用结合律,相同的元素两两先异或,得到0,最后得到很多0和唯一的元素异或,所以最终的答案就是那个唯一的元素。

所以,如果我们能把原来问题中的数组,分成2个子数组,使得每个子数组中都只有一个唯一的元素以及很多成对的元素,那么我们就可以求出每个子数组中唯一的元素,最终就可以得到原数组中2个出现次数唯一的元素。

方法是这样的:

1. 首先数组中所有元素依次异或,因为相同的元素异或得到0,所以最终的答案就等于那2个唯一的元素a^b的值。

2. 因为a,b不同,所以异或得到的答案肯定是不等于0的,那么我们就找到a^b的二进制表示中第一个为1的位,假如是第k位。而a,b两个数在第k位上是不同的,一个为0,一个为1

3. 接下来我们将第k位是1的分成一组,第k位是0的分成一组,如果2个元素相同,那么他们第k位肯定是一样的,所以肯定被分到同一组中。而a,b则被分到2组中去了。

然后我们就可以在每个分组中异或每一个元素,最终就可以得到那2个唯一的元素。

代码:

[cpp] 
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  1. #include “stdafx.h”  
  2. #include<iostream>  
  3. using namespace std;  
  4.   
  5. int getFirstOne(int num)  
  6. {  
  7.     int pos = 1;  
  8.     while(!(num&0x01))  
  9.     {  
  10.         num = num>>1;  
  11.         pos++;  
  12.     }  
  13.     return pos;  
  14. }  
  15.   
  16. bool isOne(int num,int pos)  
  17. {  
  18.     num = num>>(pos-1);  
  19.     return num&0x01;  
  20. }  
  21. void getNum(int a[],int len, int &num1, int &num2)  
  22. {  
  23.     int pivot = 0;  
  24.     for(int i=0;i<len;i++)  
  25.     {  
  26.         pivot ^= a[i];  
  27.     }  
  28.     int pos = getFirstOne(pivot);  
  29.     for(int i=0;i<len;i++)  
  30.     {  
  31.         if(isOne(a[i],pos))  
  32.         {  
  33.             num1 ^= a[i];  
  34.         }else{  
  35.             num2 ^= a[i];  
  36.         }  
  37.     }  
  38. }  
  39.   
  40. int main()  
  41. {   int num1 = 0,num2 = 0;  
  42.     int a[] = {1,2,3,4,5,2,3,4,5,6};  
  43.     int len = sizeof(a)/sizeof(int);  
  44.     getNum(a,len,num1,num2);  
  45.     //cout<<isOne(11,3);  
  46.     cout<<“num1 = “<<num1<<endl;  
  47.     cout<<“num2 = “<<num2<<endl;  
  48.     getchar();  
  49.     return 0;  
  50. }  
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