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
要解决这个问题，我们可以利用异或运算的特性。异或运算有以下几个重要的性质：
- 任何数和 0 异或结果仍然是这个数本身。
- 任何数和自身异或结果是 0。
- 异或运算满足交换律和结合律。
基于这些性质，我们可以通过将所有数字进行异或运算，最终得到的结果就是那个唯一的独特数字。
-
初始化：将
unique_card初始化为 0。 -
遍历卡片：遍历每个卡片，将其与
unique_card进行异或运算。- 由于异或运算的性质，所有出现两次的数字会相互抵消，最终剩下的就是那个唯一的独特数字。
-
返回结果：返回
unique_card，即那个唯一的独特数字。
复杂度分析：
- 时间复杂度：
O(n)，其中n是班级的人数。我们只需要遍历卡片一次。 - 空间复杂度：
O(1)，只使用了常数空间。
这个实现能够正确找到那个拿了独特数字卡片的同学手上的数字，并且在合理的时间内处理较小的输入。对于较大的输入，可能需要进一步优化。
def solution(cards):
unique_card = 0
for card in cards:
unique_card ^= card
return unique_card
# 测试函数
if __name__ == "__main__":
# Add your test cases here
print(solution([1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5]) == 4)
print(solution([0, 1, 0, 1, 2]) == 2)
