《剑指offer》第五十六题（数组中唯一只出现一次的数字）

// 面试题56（二）：数组中唯一只出现一次的数字
// 题目：在一个数组中除了一个数字只出现一次之外，其他数字都出现了三次。请
// 找出那个吃出现一次的数字。

#include <iostream>

int FindNumberAppearingOnce(int numbers[], int length)
{
    if (numbers == nullptr || length <= 0)//边界判断
        throw new std::exception("Invalid input.");

    int bitSum[32] = { 0 };//开辟一个32长的辅助空间
    for (int i = 0; i < length; ++i)//对数组的每个数字
    {
        int bitMask = 1;
        for (int j = 31; j >= 0; --j)//对每个数字的每一位
        {
            int bit = numbers[i] & bitMask;//检测numbers[i]的最后一位是0还是1
            if (bit != 0)//如果为1，bitSum[j]加1，否则不用动
                bitSum[j] += 1;

            bitMask = bitMask << 1;//把检测的这个标杆，左移1位，不右移原数据是怕破坏原数据吧
        }
    }

    int result = 0;
    for (int i = 0; i < 32; ++i)
    {
        result = result << 1;//左移1位，代表乘2
        result += bitSum[i] % 3;//对每一位取余，重复3个的数字都会滤掉，并和之前计算的相加
    }

    return result;
}

// ====================测试代码====================
void Test(const char* testName, int numbers[], int length, int expected)
{
    int result = FindNumberAppearingOnce(numbers, length);
    if (result == expected)
        printf("%s passed.\n", testName);
    else
        printf("%s FAILED.\n", testName);
}

// 所有数字都是正数，唯一的数字是最小的
void Test1()
{
    int numbers[] = { 1, 1, 2, 2, 2, 1, 3 };
    int expected = 3;
    Test("Test1", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

// 所有数字都是正数，唯一的数字的大小位于中间
void Test2()
{
    int numbers[] = { 4, 3, 3, 2, 2, 2, 3 };
    int expected = 4;
    Test("Test2", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

// 所有数字都是正数，唯一的数字是最大的
void Test3()
{
    int numbers[] = { 4, 4, 1, 1, 1, 7, 4 };
    int expected = 7;
    Test("Test3", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

// 唯一的数字是负数
void Test4()
{
    int numbers[] = { -10, 214, 214, 214 };
    int expected = -10;
    Test("Test4", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

// 除了唯一的数字，其他数字都是负数
void Test5()
{
    int numbers[] = { -209, 3467, -209, -209 };
    int expected = 3467;
    Test("Test5", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

// 重复的数字有正数也有负数
void Test6()
{
    int numbers[] = { 1024, -1025, 1024, -1025, 1024, -1025, 1023 };
    int expected = 1023;
    Test("Test6", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

// 所有数字都是负数
void Test7()
{
    int numbers[] = { -1024, -1024, -1024, -1023 };
    int expected = -1023;
    Test("Test7", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

// 唯一的数字是0
void Test8()
{
    int numbers[] = { -23, 0, 214, -23, 214, -23, 214 };
    int expected = 0;
    Test("Test8", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

// 除了唯一的数字，其他数字都是0
void Test9()
{
    int numbers[] = { 0, 3467, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
    int expected = 3467;
    Test("Test9", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), expected);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    Test1();
    Test2();
    Test3();
    Test4();
    Test5();
    Test6();
    Test7();
    Test8();
    Test9();
    system("pause");
    return 0;
}