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
思路
要解决这个问题，我们可以利用异或（XOR）运算的特性。异或运算有以下几个关键特性：
- 交换律：
a ^ b = b ^ a - 结合律：
a ^ (b ^ c) = (a ^ b) ^ c - 自反性：
a ^ a = 0 - 零元素：
a ^ 0 = a
基于这些特性，我们可以设计一个算法来找到唯一一个不重复的数字。具体步骤如下：
解题思路
- 初始化结果变量：我们可以初始化一个变量
res为 0。 - 遍历数组：遍历数组中的每一个数字。
- 异或运算：对每一个数字进行异或运算，并将结果存储在
res中。 - 返回结果：遍历结束后，
res中存储的就是唯一一个不重复的数字。
为什么这个方法有效？
- 由于异或运算的自反性，任何出现两次的数字在异或运算后都会变为 0。
- 由于异或运算的零元素特性，任何数字与 0 异或后都保持不变。
- 因此，最终
res中只会剩下那个唯一不重复的数字。
复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)，因为我们只需要遍历一次数组。
- 空间复杂度：O(1)，我们只使用了常数级别的额外空间。
这个方法既高效又节省空间，完全符合题目要求。
题解
public class Main {
public static int solution(int[] inp) {
// Edit your code here
int res = 0;
for (int num : inp) {
res ^= num;
}
return res;
}
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);
}
}
