描述

难度：简单

给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。

说明：

你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗？

示例 1:

输入: [2,2,1]
输出: 1

示例 2:

输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

来源：力扣（LeetCode） 链接：https://leetcode-cn.com/problems/single-number 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

思路

LeetCode入门最简单，也是最经典的题目之一，解决方法会有很多。

我觉得这道题最重要的掌握不同的方法，发散思维，然后明白时间复杂度、空间复杂度如何计算，所以入门算法的筒子们，可以看看这道题，慢慢琢磨。

方法一：暴力循环

两次循环，先指定第1个数，然后再遍历整个数组，如果没找到除了自己的数之外，就返回该数据。

但是时间复杂度高。

* 时间复杂度：O（n^2）
* 空间复杂度：O(1)

方法二：hashSet

既然这样，最容易想到的方法就是把所有的元素放到hashSet里面，全部add进去，然后add返回false的时候（证明已经add过了，表示出现了两次）再remove一次，最后hashSet里面就是只出现一次的数了。

* 时间复杂度：O(n)
* 空间复杂度：O(n)

虽然时间复杂度降下来了，却需要用到额外的空间。

方法三：先排序再比较

把数组全部排序后，再比较，n和n+1的元素，如果不相等，表示 n 就是只出现一次的元素了。

* 时间复杂度：O（n） 要看排序方法
* 空间复杂度：O(1)

方法四：异或

异或 ^，相同 则为 0，不相同 则为1。所以两个相同的数异或都会等于0，任何数和 0 异或，都是等于本身。所以只要把数组所有的数进行异或，得到的就会是只出现一次的元素。

* 时间复杂度：O(n)
* 空间复杂度：O(1)

题解

public class 只出现一次的数字136 {
    public static void main(String[] args) {
//        int[] nums = new int[]{2, 2, 1};
        int[] nums = new int[]{4, 1, 2, 1, 2};
        System.out.println(singleNumber1(nums));
        System.out.println(singleNumber2(nums));
    }

    /**
     * 暴力循环
     * 时间复杂度：O（n^2）
     * 空间复杂度：O(n)
     */
    static int singleNumber1(int[] nums) {
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            boolean flag = true;
            for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
                if (nums[i] == nums[j] && i != j) {
                    flag = false;
                    break;
                }
            }
            if (flag) {
                return nums[i];
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * hashSet
     * 时间复杂度：O(n)
     * 空间复杂度：O(n)
     */
    public static int singleNumber2(int[] nums) {

        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // 尝试将当前元素加入 set
            boolean flag = set.add(nums[i]); //false 表示无法add，即已存在
            if (!flag) {
                // 当前元已经存在于 set，即当前元素第二次出现，从 set 删除
                set.remove(nums[i]);
            }
        }
        // 最后只剩一个不重复的元素
        return set.iterator().next();
    }

    /**
     * 先排序再移位，
     * 时间复杂度：O（n） 要看排序方法
     * 空间复杂度：O(1)
     */
    static int singleNumber3(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; ) {
            if (i + 1 < nums.length && (nums[i] == nums[i + 1])) { //如果是最后一位则不能i+1
                i = i + 2;
            } else {
                return nums[i];
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 异或，任何和0异或的数，都是原来的数
     * 时间复杂度：O(n)
     * 空间复杂度：O(1)
     */
    static int singleNumber4(int[] nums) {
        int single = 0;
        for (int num : nums) {
            single ^= num;
        }
        return single;
    }
}