【C】137 只出现一次的数字

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。

你必须设计并实现线性时间复杂度的算法且使用常数级空间来解决此问题。

解法一

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#include <stdio.h>

int singleNumber(int* nums, int numsSize) {
    unsigned int result = 0;
    // 统计每个位上出现的次数
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        int count = 0;
        for (int j = 0; j < numsSize; j++) {
            if ((nums[j] >> i) & 1) {
                count++;
            }
        }
        // 如果某位上出现的次数不能被 3 整除，说明只出现一次的数在该位上为 1
        if (count % 3 != 0) {
            result |= (1u << i);
        }
    }
    return (int)result; // 将结果强制转换为有符号整数类型
}

int main() {
    int nums[] = {2, 2, 3, 2};
    int numsSize = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]);
    printf("The single number is: %d\n", singleNumber(nums, numsSize));
    return 0;
}

tips:

后缀 u 表示将整数字面值（常量）指定为无符号整数。通常，如果不带后缀的整数常量在程序中出现，并且与无符号整数类型进行运算，那么这个整数常量会被默认为有符号整数类型。因此，当我们需要确保一个整数常量被视为无符号整数时，可以在其后面添加 u 后缀来明确指定。

这里，我们使用 (1u << i) 来表示将无符号整数 1 左移 i 位，确保不会出现符号位的影响。通过使用无符号整数，我们可以避免在进行位运算时出现意外的结果，尤其是涉及到位移操作时更需要注意这一点。

解法二

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int singleNumber(int* nums, int numsSize) {
    int ones = 0, twos = 0;
    for (int i = 0; i < numsSize; i++) {
        ones = (ones ^ nums[i]) & ~twos;
        twos = (twos ^ nums[i]) & ~ones;
    }
    return ones;
}

使用两个变量 ones 和 twos，分别记录每个位上出现一次和两次的数字。通过适当的位运算更新这两个变量，最终得到只出现一次的数字。