LeetCode 只出现一次的数字

最新推荐文章于 2022-07-08 15:27:36 发布

木瓜强

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分类专栏： LeetCode 文章标签： HashTable 数据结构 Leetcode

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本文介绍了解决寻找数组中唯一出现一次的元素的问题，提供了两种方法：使用Set数据结构和位运算中的异或操作。通过示例说明了每种方法的基本思路和复杂度分析。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目

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。

示例

input: [2, 2, 1]
output: 1
input: [4,1,2,1,2]
output: 4

解法

Set ( Python )

class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        s = set()
        for x in nums:
            if(x not in s):
                s.add(x)
            else:
                s.remove(x)
        return list(s)[0]

基本思路

对List中的元素进行遍历，如果出现了新的元素，就加入到set中去；如果是第二次出现的元素，就将之从set里除去，最后set只剩下只出现一次的元素。

复杂度分析

时间复杂度为 $O(N^{2})$ ，因为for循环遍历了整个列表，时间开销为O(N)，而且set的add和remove函数在最坏情况下时间复杂度为O(N)。由于使用了一个set(),空间复杂度为O(N)。

有人(包括我)会觉得这里不需要使用set，直接用List不就好了吗？但是经过修改发现，这里如果将 s 声明为 [], 将函数add改成append, 最后修改一下return，这样的程序在 Leetcode 上的运行时间远远大于之前的代码。原因是因为 Python 中的List是由数组实现的，set是由dict(HashTable)实现的。

参考资料

位运算之异或 ( Python )

class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        ans = 0
        for x in nums:
            ans ^= x
        return ans

基本思路

两个相同数的异或结果为0，同时异或满足结合律和交换律，以及自反性。假设现在有一组数[4,1,2,4,2]，将其中的每一个数按顺序进行异或操作，你会发现最后的结果就是1，因为:

4 ^ 1 ^ 2 ^ 4 ^ 2 = (4 ^ 4) ^ (2 ^ 2) ^ 1 = 0 ^ 0 ^ 1 = 1

参考资料

异或操作