面试题 17.04. 消失的数字

简介: 面试题 17.04. 消失的数字

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消失的数字

方法1

方法2

方法3

找单身狗

消失的数字

题目如下:


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方法1

方法1的思想是先将给定的数组排序,然后查看从哪个下标开始,下标和对于位置元素的值不同,那么消失的数字就是那个下标



7ac95218f98b48a39ba5be6a7c6503e1.png



但是在常见的排序算法中,最快的快排的时间复杂度是O(n*logn),所以不符合题意


方法2

可以看出,给定数组其实就是一个等差为1的等差数列中缺少一个数字

所以我们可以计算出这个等差数列的和,再一次减去给定数组中每个元素的值,最后剩下的值就是消失的数字。


代码如下:


int missingNumber(int* nums, int numsSize)
{
  int sum = numsSize * (numsSize + 1) / 2;
  for (int i = 0; i < numsSize; i++)
  {
  sum = sum - nums[i];
  }
  return sum;
}


方法3

方法3的思想是运用位操作符中的按位异或^


按位异或的一些特点:


1.对应的二进制位:相同位0,相异为1

2.a^a = 0

3.a^0 = a

4.异或支持交换律


所以我们可以将给定数组中的每个元素进行按位异或操作,然后再与一个[0,numsSize]数组中每个元素进行按位异或,最终得到的值就是消失的数字



2b0db4989fca4894b0d6ffef65a97821.png




代码如下:


int missingNumber(int* nums, int numsSize) {
    int n = 0;
    for (int i = 0; i < numsSize; i++)
    {
        n ^= nums[i];
    }
    for (int i = 0; i <= numsSize; i++)
    {
        n ^= i;
    }
    return n;
}


找单身狗

上一道题最主要最有意思的做法就是运行按位异或计算


下面也是一道有关按位异或运算的题:


一个数组中只有两个数字是出现一次,其他所有数字都出现了两次。

编写一个函数找出这两个只出现一次的数字。


根据上一题的思想,我们可以将两个单独的数字分到不同“组”中,再将两个“组”中的每个数字进行按位异或,最后得到2个单身狗


以数组[1,2,3,4,5,1,2,3,4,6]为例:

将这些数字都按位异或 1^2^3^4^5^1^2^3^4^6,最终可以得到5^6

5的二进制是 0101

6的二进制是 0110

5^6的值位为0011


以下是将数组元素依次异或的代码:


void singal_dog(int* nums, int size, int* singal_arr)
{
  int val = 0;
  for (int i = 0; i < size; i++)
  {
  val ^= nums[i];
  }
}


我们可以根据某些特点,将元素分为2组,例如二进制最后一位数字是否为0,或是否为1


所以 以最后一位数字是否为0进行分组,为0分一组,不是0分一组:




30fb7f8108634e3095335569cef6b765.png




可以看到将这2组依次进行按位异或就可以得到单生狗


那么怎么能知道这个数组中的数字是从哪位开始有区别的呢?

答案就是通过之前的 5^6的值得知


5^6的值位为0011,因为是按位异或,所以那位值为1,哪位就不同

所以可以看到,这一组数字就可以通过最后一位数字来分组


下面是找到有区别可以分组的那一位数字的代码:

void singal_dog(int* nums, int size, int* singal_arr)
{
  int pos = 0;
  for (int i = 0; i < 32; i++)
  {
  if (((val >> i) & 1) == 1)
  {
    pos = i;
    break;
  }
  }
}
1


最后,将2组代码依次按位异或,就可以得到单身狗


下面是完整代码:


void singal_dog(int* nums, int size, int* singal_arr)
{
  int val = 0;
  for (int i = 0; i < size; i++)
  {
  val ^= nums[i];
  }
  int pos = 0;
  for (int i = 0; i < 32; i++)
  {
  if (((val >> i) & 1) == 1)
  {
    pos = i;
    break;
  }
  }
  for (int i = 0; i < size; i++)
  {
  if (((nums[i] >> pos)&1) == 1)
  {
    singal_arr[0] ^= nums[i];
  }
  else
  {
    singal_arr[1] ^= nums[i];
  }
  }
}
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,1,2,3,4,5,6 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  int singal[2] = { 0 };
  singal_dog(arr, sz,singal);
  printf("%d %d", singal[0], singal[1]);
  return 0;
}


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