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:
- 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
解题思路
题目要求我们设计一个时间复杂度为的算法。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:
- :一个数和它自己异或,结果为 0。
- :一个数和 0 异或,结果为该数本身。
- 异或运算是交换的,即 ,且是结合的,即 。
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。