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: 1.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。 2.尽量减少额外空间的使用，以体现你的算法优化能力。
问题理解
你需要在一个整数列表中找到唯一一个出现一次的数字。其他数字都恰好出现两次。
数据结构选择
由于题目要求时间复杂度为 O(n)，并且尽量减少额外空间的使用，我们可以考虑使用位运算来解决这个问题。
算法步骤
- 异或运算：异或运算有一个重要的性质：
a ^ a = 0和a ^ 0 = a。这意味着，如果我们对列表中的所有数字进行异或运算，所有出现两次的数字会相互抵消，最终剩下的就是那个只出现一次的数字。
详细步骤
- 初始化结果：首先，初始化一个变量
result为 0。这个变量将用于存储最终的结果。 - 遍历列表：使用
for循环遍历列表cards中的每一个元素。 - 异或运算：在每次循环中，对
result和当前元素card进行异或运算，并将结果赋值给result。 - 返回结果：遍历结束后，
result中存储的就是那个只出现一次的数字。
伪代码
python
`def solution(cards): result = 0
for card in cards:
result ^= card
return result`
解释
-
初始化结果：
result = 0- 初始化
result为 0，因为任何数与 0 异或的结果仍然是该数。
- 初始化
-
遍历列表：
for card in cards:- 遍历列表
cards中的每一个元素，并将其赋值给变量card。
- 遍历列表
-
异或运算：
result ^= card- 对
result和card进行异或运算，并将结果赋值给result。 - 由于异或运算的性质，所有出现两次的数字会相互抵消，最终
result中只剩下那个只出现一次的数字。
- 对
-
返回结果：
return result- 返回最终的
result值，即那个只出现一次的数字。
- 返回最终的
代码框架
你可以根据这个思路来完善你的代码：
python
`def solution(cards):
# 初始化结果为0
result = 0
# 遍历列表中的每个数字
for card in cards:
# 对每个数字进行异或运算
result ^= card
# 返回结果
return result
if name == "main":
# 添加你的测试用例
print(solution([1, 1, 2, 2, 3,
3, 4, 5, 5]) == 4)
print(solution([0, 1, 0, 1, 2])
== 2) `
详细代码：
def solution(cards):
# 初始化结`果为0`
result = 0
# 遍历列表中的每个数字
for card in cards:
# 对每个数字进行异或运算
result ^= card
# 返回结果
return result
return 0
if __name__ == "__main__":
print(solution([1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5]) == 4)
print(solution([0, 1, 0, 1, 2]) == 2)
1. 函数定义
python
def solution(cards):
def是 Python 中定义函数的关键字。solution是函数的名称。(cards)是函数的参数列表，表示该函数接受一个参数cards，它是一个列表。
2. 初始化结果
python
# 初始化结果为0
result = 0
result = 0：初始化一个变量result为 0。这个变量将用于存储最终的结果。
3. 遍历列表
python
# 遍历列表中的每个数字
for card in cards:
for card in cards:：遍历列表cards中的每一个元素，并将其赋值给变量card。
4. 异或运算
python
# 对每个数字进行异或运算
result ^= card
-
result ^= card：对result和card进行异或运算，并将结果赋值给result。- 异或运算的性质：
a ^ a = 0和a ^ 0 = a。 - 这意味着，所有出现两次的数字会相互抵消，最终
result中只剩下那个只出现一次的数字。
- 异或运算的性质：
5. 返回结果
python
# 返回结果
return result
return 0
-
return result：返回最终的result值，即那个只出现一次的数字。 -
return 0：这个语句永远不会被执行，因为return result已经结束了函数的执行。- 通常情况下，函数中不应该有两个
return语句，除非它们在不同的条件下执行。
- 通常情况下，函数中不应该有两个
6. 主程序
python
if __name__ == "__main__":
print(solution([1, 1, 2, 2, 3,
3, 4, 5, 5]) == 4)
print(solution([0, 1, 0, 1, 2])
== 2)
if __name__ == "__main__":：这是一个常见的 Python 惯用法，表示当脚本直接运行时，执行下面的代码块。print(solution([1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5]) == 4)：调用solution函数，并检查结果是否为 4。print(solution([0, 1, 0, 1, 2]) == 2)：调用solution函数，并检查结果是否为 2。
总结
这段代码定义了一个名为 solution 的函数，该函数接受一个列表 cards 作为参数，并使用异或运算找到列表中唯一一个出现一次的数字。主程序部分包含了一些测试用例，用于验证函数的正确性。
`
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