每日一题：【LeetCode 136】只出现一次的数字

题目描述

给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。

说明：

你的算法应该具有线性时间复杂度。你可以不使用额外空间来实现吗？

示例1

输入: [2,2,1]
输出: 1

示例2

输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

题解

方法1：利用Set集合元素不重复

创建一个Set数组，将nums数组的元素一个一个的插入set，成插入说明不重复，插入不成功说明是重复的。

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
        for(int num : nums){
            if(!set.add(num)){
                set.remove(num);
            }
        }
        return (int)set.toArray()[0];
    }
}

方法2：数组先排序，再遍历

题目说明了一个数字出现了1次，其他数字都出现了2次，所以数组的长度一定是个奇数。每次比较两个，循环步长设为2，分析一下单独数字出现的情况。

先对数组进行排序，从index=0开始，比较相邻的元素值，循环步长设为2，如果出现nums[i]和nums[i+1]不相等，那么nums[i]是出现一次的数字；如果全都相等，那么最后一个是单独出现的数字。

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        for(int i=0; i<nums.length-1; i+=2){
            if(nums[i] != nums[i+1]){
                return nums[i];
            } 
        }
        return nums[nums.length-1];
    }
}

方法3：利用位运算

题目强调只有一个数字出现了1次，其他数字都出现了2次。我们可以利用异或运算进行解题。

在计算机中异或运算拥有以下特征

• 0 ^ 0 = 0

• 1 ^ 0 = 1

• 0 ^ 1 = 1

• 1 ^ 1 = 0

因此，我们可以推出以下结论

• 归零律：a ^ a = 0
• 恒等律：a ^ 0 = a

• 交换律：a ^ b ^ c = a ^ c ^ b

也就是说，一个数（转成二进制），自己异或自己是0；同时任何数异或0都得他本身。

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
    int res = 0;
        for (int num : nums) {
            res = res ^ num;
        }
        return res;
    }
}

甚至可以省略一个变量，直接用数组第一个元素。

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        for(int i=1; i<nums.length; i++){  //从下标=1开始
            nums[0] ^ = nums[i];
        }
        return nums[0];
    }
}

// End //

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