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Go语言实现:从数组中找出唯一出现一次的数字(其他数字均出现三次)

本文介绍了一种使用Go语言解决的问题,即在给定数组中,除了某个数字仅出现一次外,其余所有数字均恰好出现三次。文章详细解释了如何通过位操作技术来高效地找到这个唯一的数字。

为了从一个数组中找出唯一一个只出现一次的数字(其它数字都恰好出现三次),我们可以利用位操作技巧来实现这一目标。具体来说,我们将使用两个变量one和two来追踪每个bit位上1出现的次数。

当一个数字首次出现时,我们会将其值存储到one中,此时two保持为0。如果同一个数字再次出现,我们会将这个值从one转移到two中,同时将one重置为0。当这个数字第三次出现时,我们既不会更新one也不会更新two,而是通过额外的逻辑确保one和two中都不包含这个数字的信息,以此来消除这个数字的影响。

让我们通过一个具体的例子来理解这一过程,假设数组为{2, 1, 2, 2}:

  • 初始状态:One= 0, two = 0
  • 处理第一个2后:One= 2 (二进制10), two = 0
  • 处理1后:One= 3 (二进制11), two = 0
  • 处理第二个2后:One= 1 (二进制01), two = 2 (二进制10)
  • 处理第三个2后:One= 3 (二进制11), two = 2 (二进制10),并在此步骤中确定three = 2 (二进制10),然后从one和two中移除与three相同的部分,最终得到One= 1 (二进制01),two = 0,表示找到了只出现一次的数字1。

下面是实现上述逻辑的伪代码:

One= 0, two = 0, three = 0

对于数组中的每一个元素t:

two = two | (one & t)

One= one ^ t

three = one & two

One= one & (~three)

two = two & (~three)

最后返回one,即为所求的唯一出现一次的数字。

以下是使用Go语言实现的完整代码示例:

func singleNumber(nums []int) int {
var one, two, three int
for _, num := range nums {
two |= one & num
one ^= num
three = one & two
one &= ^three
two &= ^three
}
return one
}

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