1. 只出现一次的数字 Single Number

2. 只出现一次的数字 II Single Number II

3. 只出现一次的数字 III Single Number III

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leetcode题号： 136, 137, 260

1. 只出现一次的数字 Single Number

给定一个非空整数数组，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。

说明：

你的算法应该具有线性时间复杂度。你可以不使用额外空间来实现吗？

示例 1:

输入: [2,2,1]
输出: 1

示例 2:

输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

代码1： 用哈希表计数

def singleNumber(nums):hash_map = {}for num in nums:if num in hash_map:hash_map[num] += 1else:hash_map[num] = 1for num, count in hash_map.items():if count == 1:return numreturn 0if __name__ == '__main__':nums = [2, 2, 1]print(singleNumber(nums))nums = [4, 1, 2, 1, 2]print(singleNumber(nums))

代码2： 异或运算

def singleNumber(nums):res = 0for num in nums:res ^= numreturn resif __name__ == '__main__':nums = [2, 2, 1]print(singleNumber(nums))nums = [4, 1, 2, 1, 2]print(singleNumber(nums))

代码3： 算术运算

def singleNumber(nums):hash_map = {}sum1, sum2 = 0, 0for num in nums:if num in hash_map:hash_map[num] += 1else:hash_map[num] = 1sum1 += numfor num, count in hash_map.items():sum2 += 2 * numreturn sum2 - sum1if __name__ == '__main__':nums = [2, 2, 1]print(singleNumber(nums))nums = [4, 1, 2, 1, 2]print(singleNumber(nums))

输出：

1
4

2. 只出现一次的数字 II Single Number II

给你一个整数数组 nums ，除某个元素仅出现一次外，其余每个元素都恰出现 三次。请你找出并返回那个只出现了一次的元素。

示例 1：

输入：nums = [2,2,3,2]
输出：3

示例 2：

输入：nums = [0,1,0,1,0,1,99]
输出：99

提示：

1 <= nums.length <= 3 * 10^4
-2^31 <= nums[i] <= 2^31 - 1
nums 中，除某个元素仅出现一次外，其余每个元素都恰出现三次

进阶：你的算法应该具有线性时间复杂度。你可以不使用额外空间来实现吗？

代码1： 用哈希表计数

def singleNumber(nums):hash_map = {}for num in nums:if num in hash_map:hash_map[num] += 1else:hash_map[num] = 1for num, count in hash_map.items():if count == 1:return numreturn 0if __name__ == '__main__':nums = [2, 2, 3, 2]print(singleNumber(nums))nums = [0, 1, 0, 1, 0, 1, 99]print(singleNumber(nums))

代码2： 位运算

def singleNumber(nums):res = 0for i in range(64):sum = 0for num in nums:sum += (num >> i) & 1if sum % 3 != 0:res |= 1 << ireturn resif __name__ == '__main__':nums = [2, 2, 3, 2]print(singleNumber(nums))nums = [0, 1, 0, 1, 0, 1, 99]print(singleNumber(nums))

代码3： 算术运算

def singleNumber(nums):nums_set = set(nums)sum1 = sum(nums)sum2 = 3 * sum(nums_set)return (sum2 - sum1) // 2if __name__ == '__main__':nums = [2, 2, 3, 2]print(singleNumber(nums))nums = [0, 1, 0, 1, 0, 1, 99]print(singleNumber(nums))

输出：

3
99

3. 只出现一次的数字 III Single Number III

给定一个整数数组 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。

进阶：你的算法应该具有线性时间复杂度。你能否仅使用常数空间复杂度来实现？

示例 1：

输入：nums = [1,2,1,3,2,5]
输出：[3,5]
解释：[5, 3] 也是有效的答案。

示例 2：

输入：nums = [-1,0]
输出：[-1,0]

示例 3：

输入：nums = [0,1]
输出：[1,0]

提示：

2 <= nums.length <= 3 * 10^4
-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

代码1： 用哈希表计数

def singleNumber(nums):m, res = {}, []for num in nums:m[num] = m.get(num, 0) + 1for num, count in m.items():if count == 1:res.append(num)return resif __name__ == '__main__':nums = [1, 2, 1, 3, 2, 5]print(singleNumber(nums))nums = [-1, 0]print(singleNumber(nums))nums = [0, 1]print(singleNumber(nums))

代码2： 位运算分组异或

def singleNumber(nums):xor = 0for num in nums:xor ^= nummask = 1while (xor & mask) == 0:mask <<= 1a, b = 0, 0for num in nums:if num & mask != 0:a ^= numelse:b ^= numreturn [a, b]if __name__ == '__main__':nums = [1, 2, 1, 3, 2, 5]print(singleNumber(nums))nums = [-1, 0]print(singleNumber(nums))nums = [0, 1]print(singleNumber(nums))

输出：

[3 5]
[-1 0]
[1 0]