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
解题思路
- 该题目的目的是在一个整数数组中找到唯一出现一次的数字，而其他的数字都出现了两次。很显然可以使用异或（XOR）操作符来解决这个问题。
- 异或操作的性质：任何数和0做异或操作，结果仍然是原来的数，即 a ^ 0 = a。任何数和其自身做异或操作，结果是0，即 a ^ a = 0。且异或操作满足交换律和结合律，即 a ^ b ^ a = (a ^ a) ^ b = 0 ^ b = b。
算法步骤
- 初始化一个变量 unique 为0。
- 遍历数组 cards 中的每个元素 card。将 unique 与当前元素 card 进行异或操作，并更新 unique 的值。由于成对的元素异或后会相互抵消变为0，最后剩下的 unique 就是唯一出现一次的数字。
- 在 main 函数中，定义两个测试用例，使用 System.out.println 打印出 solution 函数的返回值是否等于预期的唯一数字。第一个测试用例 {1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5} 应该返回 4，因为 4 是唯一出现一次的数字。第二个测试用例 {0, 1, 0, 1, 2} 应该返回 2，因为 2 是唯一出现一次的数字。
代码实现
以下是该题代码实现
public class Main {
public static int solution(int[] cards) {
// Edit your code here
int unique = 0;
for (int card : cards) {
unique ^= card;
}
return unique;
}
public static void main(String[] args) {
// Add your test cases here
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);
}
}
复杂度分析
这个方法的时间复杂度是 O(n)，空间复杂度是 O(1)
