【算法題】28.只出現(xiàn)一次的數(shù)字

題目

給定一個(gè)非空整數(shù)數(shù)組涩搓,除了某個(gè)元素只出現(xiàn)一次以外污秆,其余每個(gè)元素均出現(xiàn)兩次。找出那個(gè)只出現(xiàn)了一次的元素昧甘。

可以不使用額外空間來實(shí)現(xiàn)嗎良拼?

示例1

輸入: [2,2,1]
輸出: 1

示例2

輸入: [4,1,2,1,2]
輸出: 4

思路

????普通情況下在數(shù)組中找到元素出現(xiàn)次數(shù),可以通過哈希表存儲(chǔ)每個(gè)元素和該元素出現(xiàn)的次數(shù)充边。遍歷數(shù)組即可得到每個(gè)元素出現(xiàn)的次數(shù)庸推,并更新哈希表,最后遍歷哈希表痛黎,得到只出現(xiàn)一次的元素予弧。

????數(shù)組中 n - 1個(gè)元素均出現(xiàn)兩次,也可以使用集合存儲(chǔ)出現(xiàn)過的元素湖饱,第一次出現(xiàn)加入集合掖蛤,第二次出現(xiàn)從集合中刪除該元素,最終得到集合中唯一的元素井厌。

????這兩種解法都需要使用 O(n)的空間蚓庭,那么如何可以不使用額外空間呢?我們可以使用異或運(yùn)算仅仆,異或運(yùn)算的運(yùn)算法則如下:

  1. 歸零律a\oplus a = 0

  2. 恒等律a\oplus 0 = a

  3. 交換律a\oplus b = b\oplus a

  4. 結(jié)合律a\oplus b \oplus c = a\oplus (b \oplus c)

  5. 自反a\oplus b \oplus a = b

????數(shù)組中 (n -1)/ 2 個(gè)元素重復(fù)器赞,假設(shè) m =(n -1)/ 2 ,則數(shù)組中有 m 個(gè)數(shù)各出現(xiàn)兩次墓拜,一個(gè)數(shù)出現(xiàn)一次港柜。令 a_{1}、a _2、...夏醉、a_m 為出現(xiàn)兩次的 m 個(gè)數(shù)爽锥,a_{m+1} 為出現(xiàn)一次的數(shù)。數(shù)組中的全部元素的異或運(yùn)算結(jié)果總是可以寫成如下形式:
(a_1 \oplus a_1) \oplus... (a_m \oplus a_m) \oplus a_{m+1} = a_{m+1};
????因此畔柔,將所有數(shù)字按照順序異或運(yùn)算氯夷,最后剩下的結(jié)果即為唯一的數(shù)字 a_{m+1}

代碼實(shí)現(xiàn)

int singleNumber(int* nums, int numsSize){
      int ret = 0;
      for(int i = 0; i < numsSize;i++){
           ret ^= nums[i]; 
      }
      return ret;
}
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