1.找单独的数 | 豆包MarsCode AI刷题

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简单题:找单独的数

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:

  1. 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。
  2. 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

题目要求我们设计一个时间复杂度为O(n)O(n)的算法。并且减少额外空间的使用。

我们要在数组中找到一个只出现过一次的数字。这让我们想到了使用异或运算的方式来解决。

异或运算有3个关键性质:

  • aa=0a \oplus a = 0:一个数和它自己异或,结果为 0。
  • a0=aa \oplus 0 = a:一个数和 0 异或,结果为该数本身。
  • 异或运算是交换的,即 ab=baa \oplus b = b \oplus a,且是结合的,即 a(bc)=(ab)ca \oplus (b \oplus c) = (a \oplus b) \oplus c

那么,我们只需要对所有数字进行异或操作,成对出现的数字互相抵消为0,最后留下的那个就是唯一没有配对的数字!

代码实现

def solution(inp):
    unique_number = 0
    for num in inp:
        unique_number ^= num  # 对所有数字进行异或
    return unique_number

复杂度分析

  • 时间复杂度:由于只需要遍历一次输入列表,时间复杂度为 O(n),其中 n 为卡片的数量。
  • 空间复杂度:使用常数额外空间,空间复杂度为 O(1),即没有额外的存储开销。 这样就符合了题目的要求

工具使用

当时做这题的时候掘金刷题还没出提交功能,所以并不知道方法是否正确。 为了验证是否正确 我让豆包AI为我提供了许多测试用例(包括cards.length极大的情况) 并且直接一键插入代码中,极大的提升了测试的效率 并且成功验证了方法是否正确。