找一个/两个单身狗

一,找一个单身狗

一个数组中只有一个数字是出现一次,其他所有数字都出现了两次。

编写一个函数找出这个只出现一次的数字。

解法一:暴力求解------遍历

#include
#include
int find_single(int arr[], int sz)
{
	assert(arr);//断言--判断arr是不是空指针
	int i = 0;
	int flag = -1;//用来判断是不是单身狗
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
        flag = -1;
		int tmp = arr[i];
		for (int j = 0; j < sz; j++)
		{
			if (i != j && tmp == arr[j])
			{
				flag = 1;//flag=1说明不是单身狗
				break;
			}
		}
		if (flag == -1)//flag=-1说明是单身狗
			return tmp;
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,3,1 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int ret = find_single(arr, sz);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

找一个/两个单身狗_第1张图片

解法二:异或(^)法

在此我们先了解一下异或的性质:异或操作符满足交换律和结合律

1.交换律,即 a ^ b ^ c = a ^ c ^ b

2.结合律, 即 (a ^ b) ^ c = a ^ ( b ^c )

3.对于任何数,都有 a ^ a = 0, a ^ 0 = a

因此这道题也可以这样写,将数组中所有的数异或一遍,得到的结果就是我们要找的数

比如:int  arr[] = {1,2,1,2,4,5,5};

1^2^1^2^4^5^5 = (1^1)^(2^2)^(5^5)^4 = 0^0^0^4 = 4

代码如下:

#include
#include
int find_single(int arr[], int sz)
{
	assert(arr);//断言---判断是否为空指针
	int i = 0;
	int ret = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		ret ^= arr[i];
	}
	return ret;
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,1,2,4,5,5 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int ret = find_single(arr, sz);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

找一个/两个单身狗_第2张图片

 二,找两个单身狗

解法一:暴力求解(方法同上)感兴趣的自己写

解法二:异或(^)法

方法与上面的类似,例如 arr[] = {1,1,2,3,6,7,7,2} , 先异或整个数组,得到3^6,因为3 != 6,所以

3^6 != 0,因此3^6的二进制位当中至少会有一个1,(3^6的二进制写法是101),找到3^6二进制

位中任意一个1的位置,在此我们取最低位的1(好算),然后再与数组中的数进行比较,将数组中

的值两组,一组在该位置的二进制值是1,另一组在该位置的二进制值是0,然后再分别对这两

组数进行或操作,得到两个单身狗。

#include
#include
void find_single(int arr[], int sz, int* a, int* b)
{
	assert(arr);
	int sum = 0;
	int i = 0;
    //对整个数组异或
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		sum ^= arr[i];
	}
    //算出sum的二进制位中处于最低位的 1 的位置
	int pos = 0;
	for (i = 0; i < 32; i++) 
	{
		if (sum & 1 << i)//&--有0则0
		{
			pos = i;
			break;
		}
	}
    //对两组数分别求异或
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		if (arr[i] & 1 << pos)
		{
			*a ^= arr[i];
		}
		else
		{
			*b ^= arr[i];
		}
	}
}

int main()
{
	int arr[] = { 1,1,2,3,6,7,7,2 };
	int a = 0;
	int b = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	find_single(arr, sz, &a, &b);
	printf("%d %d\n", a, b);
	return 0;
}

找一个/两个单身狗_第3张图片

在此解答一个疑问:

1.为什么3和6不会被分到同一个的组?

因为 ^ 操作符的特点是,二进制位相异为1,相同为0,因此我们找到的3^6的二进制位为1时的位置,就代表着3和6在这个位置的二进制值一定不相同,因此3和6会分到不同的组。

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