有序数组中的单一元素

2024-11-10

题目:

给你一个仅由整数组成的有序数组,其中每个元素都会出现两次,唯有一个数只会出现一次。请你找出并返回只出现一次的那个数。你设计的解决方案必须满足 O(log n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度。

示例 1:

输入: nums = [1,1,2,3,3,4,4,8,8]
输出: 2

示例 2:

输入: nums =  [3,3,7,7,10,11,11]
输出: 10

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105
  • 0 <= nums[i] <= 105

思路:

题目有两个已知条件:
	1.数组是有序的。
	2.除了一个数出现一次外,其余每个数都出现两次。
第二个条件意味着,数组的长度一定是奇数。
第一个条件意味着,出现两次的数,必然相邻,不可能出现 1,2,1 这样的顺序。

这也意味着,只出现一次的那个数,一定位于偶数下标上。
这启发我们去检查偶数下标 2k。

示例 1 的 nums=[1,1,2,3,3,4,4,8,8]:
	如果 nums[2k] = nums[2k+1],说明只出现一次的数的下标 >2k。
	如果 nums[2k] != nums[2k+1],说明只出现一次的数的下标 ≤2k。
也就是说,随着 k 的变大,不等式 nums[2k] != nums[2k+1] 越可能满足,有单调性,可以二分。

0 <= k <= n/2 - 1

代码:

class Solution {
public:
    int singleNonDuplicate(vector<int>& nums) {
        int left = 0, right = nums.size() / 2;
        while (left <= right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
            int leftIdx = mid * 2, rightIdx = leftIdx + 1;
            if (rightIdx >= nums.size() || nums[leftIdx] != nums[rightIdx]) right = mid - 1;
            else left = mid + 1;
        }
        return nums[left * 2];
    }
};