【C国演义】第一章

简介: 一堆数字里面,有且仅有一个数字出现的次数是奇数次,其他的数字出现的次数全为偶数次,求出这个数字(要求时间复杂度O(N))

刷题集 - 初入 - 异或

一堆数字里面,有且仅有一个数字出现的次数是奇数次,其他的数字出现的次数全为偶数次,求出这个数字(要求时间复杂度O(N))


分析:

要求时间复杂度是O( N ),那我们想暴力解决的想法就落空了。那我们可以另辟蹊径:

其他数字出现的次数全为偶数次 : 那么异或 ( ^ )的结果就是 0 喽。那么在异或一次,那么结果是另一个数了。


普及知识:( ^ )


1.我们可以把异或看做是二进制的无进位相加

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2.异或的性质:

① a ^ 0 = a;

②a ^ a = 0;

③满足交换律和结合律

④ 一堆数字跟一个数字异或 ——> 可以有选择地进行异或

性质 3 和 4 的原因:

无进位相加 ——主要看的是二进制位中 1 的个数,那就不看重计算的顺序喽

#include<stdio.h>
int main()
{
  int ret = 0, n; //ret用来记录异或结束的结果(即答案)
  scanf("%d", &n);
  while (n--)
  {
    int a;  scanf("%d", &a);
    ret ^= a;
  }
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

🐉🐉🐉🐉🐉我在这里说一声吧:(以免有些人想不到,比如当时的我)

起初, ret = 0,其实是有门道的:因为它是用来记录异或结束的结果,所以用 0 来初始化,因为 0 异或任意一个数都等于这个数本身


你以为这个题会了吗,那咋们来进入下一题(也是有关异或的)


给你一个整数数组 nums,其中恰好有两个元素只出现一次,其余所有元素均出现两次。 找出只出现一次的那两个元素。你可以按 任意顺序 返回答案。要求时间复杂度是O(1)


提示:

2 <= nums.length <= 3 * 104

-2^31 <= nums[i] <= 2 ^31 - 1

除两个只出现一次的整数外,nums 中的其他数字都出现两次


看到这里,有些同学就兴奋了:这不就是刚才写的题吗?送分题!!

确实,跟刚才写的题很相。但是,我们要理清题目之间的内在联系:

如果按照刚才的思路,全部异或,那么结果就是那两个只出现一次的元素的异或结果。

那我们接下来的任务就是:区分开这两个数。

那么问题来了,怎么区分开这两个数,换句话说:这两个有什么不同。


🐉🐉🐉


思路:

1.通过前面的知识可以知道:这两个数异或的结果(暂时记为 eor )必然不等于 0 。因为:这两个数出现的次数都是奇数次,那么肯定至少有一个二进制位不同,那么这个位置异或的结果就是 1 。


2.那我们可以找到 eor 最右边的一个 1 ,以此作为分组的依据,将 nums 数组分成两部分。


3.两个部分分批进行异或,得到的两个异或结果就是这两个只出现一次的元素。

(在这里,我们还有一种思路:将 eor 最右边是 1 的那一部分进行异或得到的是一个结果(记作 a ), 那么用 eor ^ a ,得到的就是另一个结果(记作 b)),原因就是:异或操作可以进行交换律和结合律:eor ^ a == (a ^ b ) ^ a == (a ^ a ) ^ b == 0 ^ b == b

5d9d8ac05fa44b6e93ec75e3fa3f5c9b.png


有人又要问了:嗯??为什么这样可以取出 eor 最右边的 1 ?? 原理是什么??


8b47023da8264ee8b3f624cd3551ebd4.png


#include<stdio.h>
int main()
{
  int nums[100];
  int n;  
  scanf("%d", &n);
  int res = 0;
  for (int i = 0; i < n; i++)
  {
    scanf("%d", &nums[i]);
    res ^= nums[i];
  }
  int tem = 0;
  int rightone = res & (~res + 1);
  for (int i = 0; i < n; i++)
  {
    if ((nums[i] & rightone) == 0) //res最右边位置是 1 的那一组
      tem ^= nums[i];
  }
  printf("%d %d", tem, res ^ tem);
  return 0;
}


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