概述
二进制运算:异或(XOR)
性质:
-
如果我们用0和二进制数a做异或运算,得到的仍是这个二进制数a:
例如:0 ^ 1 = 1; 0 ^ 0 = 0; 0 ^ a = a
-
如果我们对两个相同的二进制数做异或运算,得到的结果为0:
例如:0 ^ 0 = 0; 1 ^ 1= 0; a ^ a = 0
-
异或满足交换率和结合律
a ^ b ^ a = b ^ (a ^ a) = b ^ 0 = b
例题:
题目描述:给你一个 非空 整数数组 nums ,除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。
你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题,且该算法只使用常量额外空间。
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示例 1 :
输入:nums = [2,2,1]
输出:1
示例 2 :
输入:nums = [4,1,2,1,2]
输出:4
示例 3 :
输入:nums = [1]
输出:1
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提示:
1 <= nums.length <= 3 * 104
-3 * 104 <= nums[i] <= 3 * 104
除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现两次。
来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/single-number
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解题思路:
根据异或的性质1,可以得出若两个数a和b相等,则a^b=0,即可以通过异或运算抵消;又由于异或的性质3,异或运算满足交换律和结合律,我们可以随意交换次序和改变运算顺序,将相同的数字优先运算相消为0,直至所有相同数字都被消除,最后只剩下只出现一次的数字。
例如:[4,1,2,1,2]
4 ^ 1 ^ 2 ^ 1 ^ 2 = 4 ^ 1 ^ 1 ^ 2 ^ 2 = 4 ^ (1 ^ 1) ^ (2 ^ 2) = 4 ^ 0 ^ 0 = 4
得到只出现过一次的数字:4
C语言:
#include<stdio.h>
int singleNumber(int* nums, int numsSize){
for(int i=1;i<numsSize;i++){
nums[0] = nums[0] ^ nums[i];
}
return nums[0];
}
int main(){
int nums[] = {4,1,2,1,2};
int numsSize = 5;
int a = singleNumber(nums,numsSize);
printf("%d ",a);
}
异或的优点:
因为异或的性质3,我们可以将所有元素从第一个到最后一个依次执行异或运算,而不需要考虑运算顺序,因为异或的性质或自动将寻找到相同的元素(凑性质1或性质2)相抵消,这个过程不需要多余时间空间成本,可以提高算法效率。
最后
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