【剑指】56(2).数组中唯一只出现一次的数字

题目描述

• 在一个数组中除了一个数字只出现一次之外，其他数字都出现了三次。请找出那个吃出现一次的数字。

算法分析

• 我们把数组中所有数字的二进制表示的每一位都加起来。如果某一位的和能被3整除，那么那个只出现一次的数字二进制表示中对应的那一位是0；否则就是1。这种解法的时间效率是O(n)。我们需要一个长度为32的辅助数组存储二进制表示的每一位的和。由于数组的长度是固定的，因此空间效率是O(1)。

提交代码：

class Solution {
public:
	int FindNumberAppearingOnce(vector<int> data) {

		vector<int> bitNums(32, 0);
		
		for (int each : data)
		{
			int bit = 1;
			for (int i = 31; i >= 0; --i)
			{
				int temp = each & bit;
				if(temp != 0)
					bitNums[i] += 1;
				bit <<= 1;
			}
		}

		int result = 0;
		for (int i = 0; i < 32; ++i)
		{
			result <<= 1;
			result += bitNums[i] % 3;
		}

		return result;
	}
};

测试代码：

// ====================测试代码====================
void Test(const char* testName, vector<int> numbers, int expected)
{
	Solution s;
	int result = s.FindNumberAppearingOnce(numbers);
	if (result == expected)
		printf("%s passed.\n", testName);
	else
		printf("%s FAILED.\n", testName);
}

// 所有数字都是正数，唯一的数字是最小的
void Test1()
{
	vector<int> numbers = { 1, 1, 2, 2, 2, 1, 3 };
	int expected = 3;
	Test("Test1", numbers, expected);
}

// 所有数字都是正数，唯一的数字的大小位于中间
void Test2()
{
	vector<int> numbers = { 4, 3, 3, 2, 2, 2, 3 };
	int expected = 4;
	Test("Test2", numbers, expected);
}

// 所有数字都是正数，唯一的数字是最大的
void Test3()
{
	vector<int> numbers = { 4, 4, 1, 1, 1, 7, 4 };
	int expected = 7;
	Test("Test3", numbers, expected);
}

// 唯一的数字是负数
void Test4()
{
	vector<int> numbers = { -10, 214, 214, 214 };
	int expected = -10;
	Test("Test4", numbers, expected);
}

// 除了唯一的数字，其他数字都是负数
void Test5()
{
	vector<int> numbers = { -209, 3467, -209, -209 };
	int expected = 3467;
	Test("Test5", numbers, expected);
}

// 重复的数字有正数也有负数
void Test6()
{
	vector<int> numbers = { 1024, -1025, 1024, -1025, 1024, -1025, 1023 };
	int expected = 1023;
	Test("Test6", numbers, expected);
}

// 所有数字都是负数
void Test7()
{
	vector<int> numbers = { -1024, -1024, -1024, -1023 };
	int expected = -1023;
	Test("Test7", numbers, expected);
}

// 唯一的数字是0
void Test8()
{
	vector<int> numbers = { -23, 0, 214, -23, 214, -23, 214 };
	int expected = 0;
	Test("Test8", numbers, expected);
}

// 除了唯一的数字，其他数字都是0
void Test9()
{
	vector<int> numbers = { 0, 3467, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
	int expected = 3467;
	Test("Test9", numbers, expected);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
	Test1();
	Test2();
	Test3();
	Test4();
	Test5();
	Test6();
	Test7();
	Test8();
	Test9();

	return 0;
}