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。
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。
问题解析
这个问题是一个经典的查找单次出现元素的问题，也被称为“寻找异数”问题。在这个问题中，除了一个数字外，其他数字都恰好出现了两次。我们需要找出那个只出现一次的数字。
思路与图解
思路是使用一个哈希表（字典）来记录每个数字出现的次数。由于除了一个数字外，其他数字都出现了两次，我们可以通过遍历数组，对于每个数字，如果它在哈希表中已经存在，就将其计数加一；如果不存在，就将其加入哈希表并设置计数为1。最后，遍历哈希表，找到计数为1的数字，即为所求。
解析如下：
1.初始化一个空哈希表 p。
2.遍历输入数组 inp：
-如果 num 在 p 中，p[num] 加一。
-如果 num 不在 p 中，将 num 添加到 p 中，并设置 p[num] 为1。
3. 再次遍历哈希表 p：
-如果找到 v == 1 的键值对，返回 k 作为结果。
4.如果没有找到计数为1的数字，返回 -1。
代码内容：
def solution(inp):
# 初始化一个空字典p，用于存储数组中每个数字出现的次数。
p = {}
# 遍历输入列表inp中的每个数字。
for num in inp:
# 如果数字num已经在字典p中，则将其对应的次数加1。
if num in p:
p[num] += 1
# 如果数字num不在字典p中，则将其添加到字典p中，并设置次数为1。
else:
p[num] = 1
# 再次遍历字典p中的每个键值对。
for k, v in p.items():
# 如果找到次数为1的数字，则返回这个数字。
if v == 1:
return k
# 如果没有找到次数为1的数字（理论上不会出现这种情况，因为题目保证了一定有一个数字只出现一次），则返回-1。
return -1
if __name__ == "__main__":
# 在这里添加测试用例。
# 测试用例1：数组中包含数字1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5，其中数字4只出现一次。
# 预期输出应该是4，因为4是唯一一个只出现一次的数字。
print(solution([1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5]) == 4)
# 测试用例2：数组中包含数字0, 1, 0, 1, 2，其中数字2只出现一次。
# 预期输出应该是2，因为2是唯一一个只出现一次的数字。
print(solution([0, 1, 0, 1, 2]) == 2)
新知识点总结
1.哈希表的应用：哈希表（字典）是一种高效的数据结构，用于存储键值对，可以快速查找、插入和删除元素。
2.时间复杂度和空间复杂度：这个问题的时间复杂度为 O(n)，因为我们只需要遍历一次数组。空间复杂度为 O(n)，因为在最坏的情况下，我们需要存储所有不同的数字。
学习建议
对于入门同学来说，理解哈希表的工作原理和应用场景是非常重要的。可以通过解决类似的算法问题来加深理解。同时，要注意算法的时间复杂度和空间复杂度，这在解决大规模数据问题时尤为重要。 AI 刷题功能可以帮助你快速理解问题和解决方案，但要深入学习，还需要结合其他资源。例如，可以通过在线课程学习数据结构和算法的基础知识，通过LeetCode等平台练习算法题，以及阅读相关书籍来加深理解。同时，可以加入技术社区，与其他学习者交流心得，共同进步。
学习建议
理论与实践相结合：通过AI刷题功能理解算法后，尝试自己实现代码，加深理解。多参与社区交流。
