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
问题理解
需要在一个整数列表中找到唯一一个出现一次的数字。列表中的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，可以考虑使用位运算来解决这个问题。
算法步骤
- 异或运算：利用异或运算的特性，即
a ^ a = 0和a ^ 0 = a。可以遍历整个列表，将所有数字进行异或运算。 - 结果：最终的结果就是那个唯一出现一次的数字。
具体步骤
- 初始化一个变量
result为 0。 - 遍历列表中的每一个数字，将其与
result进行异或运算。 - 遍历结束后，
result就是唯一出现一次的数字。
解释
result ^= card这行代码实现了将当前数字与result进行异或运算，并将结果赋值给result。- 由于异或运算的特性，所有出现两次的数字都会相互抵消，最终
result中只会留下那个唯一出现一次的数字。
完整代码演示
def solution(cards):
result = 0
for card in cards:
result ^= card
return result
总结
- 异或运算：是解决这个问题的关键，利用其特性可以高效地找到唯一出现一次的数字。
- 时间复杂度：O(n)，遍历一次列表即可。
- 空间复杂度：O(1)，只使用了常数级别的额外空间。
