【刷题】只出现一次的数字(三种解法)

【刷题】只出现一次的数字

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链接:

https://www.nowcoder.com/share/jump/2008263481696810321082

https://leetcode.cn/problems/single-number/description/

题目描述

给定一个整数数组,除了某个元素只出现一次以外,其余的每个元素均出现两次,找出只出现一次的那个元素

解法

在使用异或运算解题之前,我们先介绍一下异或运算,并会在使用异或运算解问题之后总结分别利用到了 **异或运算 ** 怎样的性质?

(如果你对异或运算很了解,可以直接跳过 异或运算 的讲解,看其他的解法)

异或运算

• 什么是异或运算?

  1.异或运算是位运算 (参与位运算的对象是二进制)

  2.异或运算相当于 “无进位相加” ,即 二进制相加不进位

• 定义

  两个参与运算的对象,对两对象进行 异或运算

• 运算规则

0^0=0   0^1=1   1^0=1  1^1=0 
1

• 总结

  参与运算的两个对象,如果相同则为0,相异则为1

• 性质

  任意x与0异或都为x : x^0 = x

  任意x与x异或都为0 : x^x = 0

• 用途

  1.翻转指定位

  例如 : 翻转10100011 的后3位,翻转结果为10100100

  10100011 ^ 00000111 = 10100100
  1

2. 任何数与0异或值不变

例如 : 10101010 ^ 00000000 = 10101010

3. 交换两数

public void swap(int a,int b){
 if (a != b){
        a ^= b;
        b ^= a;
        a ^= b;
    }
}
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解法一 : 异或运算

思路 :
遍历数组,对所有的元素进行 异或运算

代码:

public int singleNumber (int[] nums) {
   int temp = 0;
       for(int i = 0;i < nums.length;i++){
       temp ^= nums[i];
       }
       return temp;
    }
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解释 : 我们在这里都使用到了 关于异或运算 怎么样的性质呢 ?

由于数组中只有一个元素只出现一遍,其余的元素都出现两遍 , 那么我们在对所有元素相异或的时候,会出现这样的现象 x^x = 0, 0^x = x ; 这样之后,当全部元素都相异或之后,temp保存的值就是只出现一遍的元素.

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解法二:集合类

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Set集合

思路 :

利用Set集合中的contains(K key)方法.

1. 遍历数组的同时往Set集合中插入当前元素,插入的前提是集合中不存在该元素,即

• 若该元素在Set中已经存在,则将Set集合中已存在的删除并继续遍历;
• 若该元素在Set中不存在,则顺利插入并继续遍历

2. 现在Set集合中就只剩下目标元素temp,通过 迭代Set集合找temp/遍历数组找出Set集合中的temp

代码 :

public int singleNumber(int[] nums) {
        Set set = new HashSet<>();

        //遍历数组
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int key = nums[i];
            if (set.contains(key)) {
                set.remove(key);
            } else {
                set.add(key);
            }
        }
        //我们这里采用遍历数组获取目标元素
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int key = nums[i];
            if (set.contains(key)) {
                return key;
            }
        }
        return -1; //没有找到返回-1
    }
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Map集合

思路:

• 遍历数组的同时把数组中的元素插入到Map集合中担任key的角色

• 实时更新存入元素key的value值

我这里采用的是Map集合中的getOrDefault(K key,V value) 方法来做

代码 :

 public int singleNumber (int[] nums) {
      Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();

      //遍历数组
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int key = nums[i];
           int value =  map.getOrDefault(key,0);
           map.put(key,value+1);
        }

        //迭代Map集合,找到value等于1的key
        for (Map.Entry<Integer,Integer> entrySet:
                map.entrySet()) {
            if (entrySet.getValue()==1){
                return entrySet.getKey();
            }
        }
        return -1;
    }
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