问题
问题描述
在一个班级中，每位同学都拿到了一张卡片，上面有一个整数。有趣的是，除了一个数字之外，所有的数字都恰好出现了两次。现在需要你帮助班长小C快速找到那个拿了独特数字卡片的同学手上的数字是什么。
要求：
- 设计一个算法，使其时间复杂度为 O(n)，其中 n 是班级的人数。
- 尽量减少额外空间的使用，以体现你的算法优化能力。
测试样例
样例1：
输入：
cards = [1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5]
输出：4
解释：拿到数字 4 的同学是唯一一个没有配对的。
样例2：
输入：
cards = [0, 1, 0, 1, 2]
输出：2
解释：数字 2 只出现一次，是独特的卡片。
样例3：
输入：
cards = [7, 3, 3, 7, 10]
输出：10
解释：10 是班级中唯一一个不重复的数字卡片。
约束条件
- 1 ≤ cards.length ≤ 1001
- 0 ≤ cards[i] ≤ 1000
- 班级人数为奇数
- 除了一个数字卡片只出现一次外，其余每个数字卡片都恰好出现两次
思路
这个问题的目的是找出一个数组中唯一一个未重复的数字，所有其他数字在数组中都出现了两次。对于这个问题，使用 异或运算 是非常高效的解决方法。我们可以通过以下步骤解决问题：
-
异或运算特性：
a ^ a = 0：两个相同的数异或结果是 0。a ^ 0 = a：任何数与 0 异或的结果是它本身。- 异或是交换律和结合律的，意味着无论操作顺序如何，结果都是一样的。
因此，对于数组中所有数字，我们进行逐个异或操作，成对的数字都会互相抵消（变为 0），最终留下的就是唯一一个未重复的数字。
-
解决方案：
- 初始化一个变量
uniqueNumber为 0。 - 遍历数组中的每个数字，并将其与
uniqueNumber进行异或操作。 - 最后
uniqueNumber中存储的就是唯一未重复的数字。
- 初始化一个变量
具体步骤：
- 初始化
uniqueNumber为 0。 - 遍历输入数组，对每个数字进行异或操作。
- 返回
uniqueNumber，它即为唯一的未重复数字。
解释：
输入示例 1：{1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5}
-
目标：在这个数组中，数字
1,2,3,5都出现了两次，而4是唯一没有重复的数字。 -
过程：
- 初始化
uniqueNumber = 0。 - 遍历数组，对每个数字进行异或操作。根据异或运算的特性，相同的数字异或结果是 0，不同的数字异或结果是它们自己。
计算过程：
uniqueNumber = 0 ^ 1 = 1（第一个数字是1，结果是1）uniqueNumber = 1 ^ 1 = 0（第二个数字是1，结果是0，因为1 ^ 1 = 0）uniqueNumber = 0 ^ 2 = 2（第三个数字是2，结果是2）uniqueNumber = 2 ^ 2 = 0（第四个数字是2，结果是0，因为2 ^ 2 = 0）uniqueNumber = 0 ^ 3 = 3（第五个数字是3，结果是3）uniqueNumber = 3 ^ 3 = 0（第六个数字是3，结果是0，因为3 ^ 3 = 0）uniqueNumber = 0 ^ 4 = 4（第七个数字是4，结果是4）uniqueNumber = 4 ^ 5 = 1（第八个数字是5，结果是1）uniqueNumber = 1 ^ 5 = 4（第九个数字是5，结果是4）
最终，
uniqueNumber的值是4，它是唯一未重复的数字。 - 初始化
输入示例 2：{0, 1, 0, 1, 2}
-
目标：在这个数组中，数字
0和1都出现了两次，而2是唯一没有重复的数字。 -
过程：
- 初始化
uniqueNumber = 0。 - 遍历数组，对每个数字进行异或操作。
计算过程：
uniqueNumber = 0 ^ 0 = 0（第一个数字是0，结果是0）uniqueNumber = 0 ^ 1 = 1（第二个数字是1，结果是1）uniqueNumber = 1 ^ 0 = 1（第三个数字是0，结果是1，因为0 ^ 0 = 0，所以结果是1）uniqueNumber = 1 ^ 1 = 0（第四个数字是1，结果是0，因为1 ^ 1 = 0）uniqueNumber = 0 ^ 2 = 2（第五个数字是2，结果是2）
最终，
uniqueNumber的值是2，它是唯一未重复的数字。 - 初始化
输入示例 3：{7, 3, 3, 7, 10}
-
目标：在这个数组中，数字
7和3都出现了两次，而10是唯一没有重复的数字。 -
过程：
- 初始化
uniqueNumber = 0。 - 遍历数组，对每个数字进行异或操作。
计算过程：
uniqueNumber = 0 ^ 7 = 7（第一个数字是7，结果是7）uniqueNumber = 7 ^ 3 = 4（第二个数字是3，结果是4）uniqueNumber = 4 ^ 3 = 7（第三个数字是3，结果是7）uniqueNumber = 7 ^ 7 = 0（第四个数字是7，结果是0）uniqueNumber = 0 ^ 10 = 10（第五个数字是10，结果是10）
最终，
uniqueNumber的值是10，它是唯一未重复的数字。 - 初始化
代码
public class Main {public static int solution(int[] inp) {int uniqueNumber = 0; // 初始化一个变量来存储最终的结果for (int num : inp) { // 遍历输入的数组uniqueNumber ^= num; // 对每个数字进行异或操作}return uniqueNumber; // 返回最终找到的单独数字}public static void main(String[] args) {// 测试用例System.out.println(solution(new int[] { 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5 }) == 4);System.out.println(solution(new int[] { 0, 1, 0, 1, 2 }) == 2);System.out.println(solution(new int[] { 7, 3, 3, 7, 10 }) == 10);}
}
提交结果
 安装 MySQL 8)
