LeetCode_位运算_简单_136.只出现一次的数字

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。

相关题目：

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
class Solution {
	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;
	}
}