只出現一次的數字II

原題

　　Given an array of integers, every element appears three times except for one. Find that single one.
　　Note:
　　Your algorithm should have a linear runtime complexity. Could you implement it without using extra memory?

題目大意

　　給一個數組，裏面只有一個數字一次，其它數字都出現3次，找出這個出現一次的數字，要求時間複雜度爲O(n)，空間複雜度爲O(1)。最好不傅額外的空間。

解題思路

　　方法一：考慮所有用二進制表示，若是咱們把 第ith個位置上全部數字的和對3取餘，那麼只會有兩個結果 0 或 1 (根據題意，3個0或3個1相加餘數都爲0). 所以取餘的結果就是那個 「Single Number」。一個直接的實現就是用大小爲 32的數組來記錄全部位上的和。
　　方法二：使用掩碼變量：
　　ones 表明第ith位只出現一次的掩碼變量
　　twos 表明第ith位只出現兩次次的掩碼變量
　　threes 表明第ith位只出現三次的掩碼變量
　　當第ith位出現3次時，咱們就ones和twos的第ith位設置爲0. 最終的答案就是 ones。

代碼實現

算法實現類

public class Solution {

    public int singleNumber(int[] nums) {

        int[] count = new int[32];
        int result = 0;

        for (int i = 0; i < 32; i++) {
            for (int n : nums) {
                // 統計第i位的1的個數
                if (((n >> i) & 1) == 1) {
                    count[i]++;
                }
            }

            result |= (count[i] % 3) << i;
        }

        return result;
    }

    public int singleNumber2(int[] nums) {
        // 只出現一次的掩碼變量，
        int ones = 0;
        // 只出現兩次次的掩碼變量
        int twos = 0;
        // 只出現三次的掩碼變量
        int threes;

        for (int n : nums) {
            twos |= ones & n;
            // 異或3次 和 異或 1次的結果是同樣的
            ones ^= n;
            // 對於ones和twos把出現了3次的位置設置爲0（取反以後1的位置爲0）
            threes = ones & twos;

            ones &= ~threes;
            twos &= ~threes;
        }

        return ones;
    }
}