【算法详解】力扣136.只出现一次的数字

一、题目描述

力扣链接：力扣136.只出现一次的数字

给你一个非空整数数组 nums ，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。

你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题，且该算法只使用常量额外空间。

示例 1 ：

输入：nums = [2,2,1]
输出：1

二、C++题解

2.1 哈希表方法

获取所有元素的哈希表，然后判断出现次数为1的那个即可。

class Solution {
public:int singleNumber(vector<int>& nums) {unordered_map<int, int> countMap;for (auto num : nums) {++countMap[num];}int target = 0;for(auto& entry : countMap) {if (entry.second == 1) {target = entry.first;break;}}return target;}
};

2.2 位运算（异或）

异或运算的两条性质：

一个数和它本身做异或运算结果为 0，即 a ^ a = 0；
一个数和 0 做异或运算的结果为它本身，即 a ^ 0 = a。

因此，将0与nums中所有元素进行异或运算，最后得到的结果便是只出现一次的数字。

class Solution {
public:int singleNumber(vector<int>& nums) {int result = 0;for (auto num : nums) result ^= num;return result;}
};

三、扩展阅读——位运算

与运算（AND）：对两个对应位进行比较，当两个对应位都为1时，结果为1；否则，结果为0。符号为 &。

任何数和0做与运算，结果都是0，即 x & 0 = 0。例如，5（101） & 0 = 0。
任何数和其自身做与运算，结果是自身，即 x & x = x。例如，5（101） & 5（101） = 5（101）。

或运算（OR）：对两个对应位进行比较，当两个对应位中至少有一个是1时，结果为1；否则，结果为0。符号为 |。

任何数和0做或运算，结果是自身，即 x | 0 = x。例如，5（101） | 0 = 5（101）。
任何数和其自身做或运算，结果是自身，即 x | x = x。例如，5（101） | 5（101） = 5（101）。

异或运算（XOR）：当两个对应位的值不同时，异或运算的结果为1；当两个对应位的值相同时，异或运算的结果为0。符号为^。

任何数和0做异或运算，结果是自身，即 x ^ 0 = x。例如，5（101） ^ 0 = 5（101）。
任何数和其自身做异或运算，结果是0，即 x ^ x = 0。例如，5（101） ^ 5（101） = 0。
异或运算满足交换律和结合律，即 a ^ b ^ c = a ^ (b ^ c) = (a ^ b) ^ c。例如，5（101） ^ 3（011） ^ 4（100） = 5 ^ (3 ^ 4) = (5 ^ 3) ^ 4。