LeetCode_位运算_简单_136.只出现一次的数字

约定不等于承诺〃 2023-10-06 19:24 101阅读 0赞

#### 目录 ####

*  1.题目
 *  2.思路
 *  3.代码实现（Java）

## 1.题目 ##

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

来源：力扣（LeetCode）  
链接：https://leetcode-cn.com/problems/single-number

## 2.思路 ##

（1）哈希表  
如果使用额外空间的话，比较容易想到的是使用哈希表，先将数组中的所有元素添加到 hashMap中（键/值为**元素值/该元素出现的次数**），然后再在哈希表中找出只出现了一次的元素并将其返回即可。

（2）哈希集合  
先用集合 hashSet 来存储数组 nums 中出现的所有元素，并且计算数组 nums 中的所有元素之和。又由于**集合元素的无重复性**，所以集合 hashSet 中的所有元素之和的两倍就是数组 nums 中每个元素出现两次的情况下的元素之和。又由题目可知，数组 nums 中只有一个元素出现一次，其余元素都出现两次，所以**只出现一次的元素值 = nums中所有非重复元素之和\*2 - nums的所有元素之和**

（3）位运算  
本思路来自[本题官方题解][Link 1]。

相关题目：  
[LeetCode\_位运算\_中等\_137.只出现一次的数字 II][LeetCode_137._ II]  
[LeetCode\_位运算\_中等\_260.只出现一次的数字 III][LeetCode_260._ III]

## 3.代码实现（Java） ##

//思路1————哈希表
    class Solution {
        
        public int singleNumber(int[] nums) {
        
            HashMap<Integer, Integer> hashMap = new HashMap<Integer, Integer>();
            //将数组中的所有元素添加到 hashMap 中，键/值为元素值/该元素出现的次数
            for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        
                hashMap.put(nums[i], hashMap.getOrDefault(nums[i], 0) + 1);
            }
            for (Integer i : hashMap.keySet()) {
        
                //找出只出现了一次的元素并将其返回
                if (hashMap.get(i) == 1) {
        
                    return i;
                }
            }
            return 0;
        }
    }

//思路2————哈希集合
    class Solution {
        
        public int singleNumber(int[] nums) {
        
            HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<Integer>();
            int numsSum = 0;
            for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        
                hashSet.add(nums[i]);
                //计算数组 nums 的所有元素之和
                numsSum += nums[i];
            }
            int setSum = 0;
            for (Integer i : hashSet) {
        
                //计算数组 nums 中所有非重复元素之和
                setSum += i;
            }
            //只出现一次的元素值 = nums 中所有非重复元素之和 * 2 - nums 的所有元素之和
            return 2 * setSum - numsSum;
        }
    }

//思路3————位运算
    public int singleNumber(int[] nums) {
        
       int single = 0;
       /*
       		这里运用异或运算的性质：
    	    (1) ⼀个数和它本身做异或运算结果为 0，即 a ^ a = 0;
       		(2) ⼀个数和 0 做异或运算的结果为它本身，即 a ^ 0 = a;
       		对于本题，只要把所有数字进行异或，成对的数字就会变成 0，落单的数字和 0 做异或还是它本身，
       		所以最后异或的结果就是只出现⼀次的元素。
    	*/
        for (int num : nums) {
        
            single ^= num;
        }
        return single;
    }

[Link 1]: https://leetcode-cn.com/problems/single-number/solution/zhi-chu-xian-yi-ci-de-shu-zi-by-leetcode-solution/
[LeetCode_137._ II]: https://blog.csdn.net/weixin_43004044/article/details/126020515
[LeetCode_260._ III]: https://blog.csdn.net/weixin_43004044/article/details/126021467