​LeetCode刷题实战136：只出现一次的数字

今天和大家聊的问题叫做只出现一次的数字，我们先来看题面：

https://leetcode-cn.com/problems/single-number/

Given a non-empty array of integers nums, every element appears twice except for one. Find that single one. Follow up: Could you implement a solution with a linear runtime complexity and without using extra memory?

题意

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？

样例

示例 1:

输入: [2,2,1]
输出: 1

示例 2:

输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

解题

https://www.cnblogs.com/zfLee/p/9330127.html

先找出题目中的重点要求：

　　1、线性时间复杂度：要求我们的代码时间复杂度最高为O(n)，不能有嵌套循环等。

　　2、不使用额外空间：要求空间复杂度最高为O(1)。

除此之外，还有重要的信息：

除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。

　　这个条件非常关键，一开始自己审题不清楚没注意到均出现两次这个关键点，按照其他元素出现多次的情况处理了，这样导致思路受限很多。

开始解题：

方法一（比较法）：

　　思路：先对数组进行排序，然后对 nums[i] 和 nums[i + 1]进行比较，如相等，i += 2，继续下一组比较，直到取到不相等的一组。

　　注意：首先这个数组的长度肯定是奇数（目标数字只出现一次，其他所有数字出现两次），所以如果上述步骤没有找到不相等的一组数，那么肯定是数组的最后一个数字是单独出现的。

public static int singleNumber(int[] nums) {
        int num = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            num = num ^ nums[i];
        }
        return num;
    }

方法二（去重法）：

　　思路：利用HashSet的特性，删除重复的数组元素，最后剩下一个单独的元素，返回即可。

public static int singleNumber(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (!set.add(nums[i])) { // add成功返回true，如果set中已有相同数字，则add方法会返回false
                set.remove(nums[i]); // 删除重复出现的数字
            }
        }
        return set.iterator().next(); }

方法三（求差法）：

　　思路：先对数组排序，显而易见的，单独出现一次的数据必然是出现在数组下标为偶数的位置（下标从0开始），那么所有奇数下标的元素之和减去偶数下标的元素之和，就是需要求得的结果。

　　代码如下：

public static int singleNumber(int[] nums) {
        int num = 0;
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // 偶数下标位置 num += nums[i]，奇数下标位置 num -= nums[i]
            num = i % 2 == 0 ? num + nums[i] : num - nums[i];
        }
        return num;
    }

方法四（异或法）：

　　思路：根据异或运算的特点，相同的数字经过异或运算后结果为0，除单独出现一次的数字外，其他数字都是出现两次的，那么这些数字经过异或运算后结果一定是0。而任何数字与0进行异或运算都是该数字本身。所以对数组所有元素进行异或运算，运算结果就是题目的答案。

　　上代码：

public static int singleNumber(int[] nums) {
        int num = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            num = num ^ nums[i];
        }
        return num;
    }

好了，今天的文章就到这里。