给定一整数数组,其中有p种数出现了奇数次,其他数都出现了偶数次,怎么找到这p个数?
给定一长度为m的整数数组
,其中有p种不为0的数出现了奇数次,其他数都出现了偶数次,找到这p个数。
要求:时间复杂度不大于O(n),空间复杂度不大于O(1)。
由于时间复杂度不大于O(n),则不能在遍历数组中嵌套遍历数组。而空间复杂度不大于O(1),则不能开辟数量上优势或等势于数组长度的内存空间。这需要将数组元素的信息压缩到一个有限的内存空间里,因此需要按位运算。
按位异或运算⊕是具有如下性质的二元运算:0⊕0=0,1⊕0=1,0⊕1=1,1⊕1=0,并且满足交换率、结合率。则0是⊕的单位元,即对于任意的二进制数a,都有a⊕0=0⊕a=a。而且a与自身互为逆元,即a⊕a=0。记
那么,对于任意正整数k,有:
对于给定的这个题目,当p=1时,设出现了2k+1次,其余的数都出现偶数次,则根据上述的结论有:
即将A中所有元素取异或运算即是此问题的解。
当p=2时,取,则必然b≠0,否则可以推出这两个数相等,从而产生悖论。取
,s为c的二进制表示中从后数第一个为1的位数。
遍历集合A,使每个元素都和c做按位与运算,结果只能是0或者c。取结果为c的元素组成子集A',由于b的第s位是1,则两个目标数字不会都是A'的元素,否则经过⊕运算,s位的值是0的话,如果b中没有某位是1的数字,则b=0,从而产生矛盾。这样,就将问题转化成了在集合A'中查找只有一种非零整数出现奇数次的问题。即求出为其中的一个解。
由于,所以
就是另一个解。
当时,
可能不为0,也可能为0。比如
,整体取二进制按位异或就是
.所以当
时需要对问题进行降阶拆解:
continuing
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