leetcode 136.只出现一次的数字

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#leetcode #算法 #职场和发展

136.只出现一次的数字
给你一个非空整数数组 nums ，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。

你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题，且该算法只使用常量额外空间。
示例 1 ：

输入：nums = [2,2,1]

输出：1

示例 2 ：

输入：nums = [4,1,2,1,2]

输出：4

示例 3 ：

输入：nums = [1]

输出：1
很明显,是直接不允许你使用暴力搜索的方式解题,所以我们需要考虑其他的数据结构.这里明显是在统计出现的次数,也就是一个哈希表的问题,key为num,value为出现的次数.

class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
    count = defaultdict(int) # 这样如果出现没有key的时候就不会报错了?会为不存在的key创建1个0的value
    	for num in nums:
    		count[num] += 1
    	for k, v in count.items():
    		if v == 1:
    			return k
    	return 0

出了哈希表之外,哈希集合同样可以解决

class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        hashset = set()
        for num in nums:
            if num in hashset:
                hashset.remove(num)
            else:
                hashset.add(num)
        return hashset.pop()

当然,也有秒杀解法,直接通过异或计算即可:

class Solution:
    def singleNumber(self, nums: List[int]) -> int:
        # 最佳方法,循环异或,最后剩下的就是只出现了一次的.
        result = 0  

        for num in nums:
            result ^= num
        return result

这里附带学习一下哈希表和哈希集合的一些常用接口api的格式
一、哈希集合（set）的核心接口
set 用于存储无序、唯一的元素，核心操作围绕元素的增删查。
方法 / 操作功能描述示例

add(element)	向集合中添加元素（若元素已存在则不操作）	s.add(5)
remove(element)	移除集合中的指定元素（若元素不存在则抛出 KeyError）	s.remove(5)
discard(element)	移除集合中的指定元素（若元素不存在则不操作，无报错）	s.discard(5)
pop()	随机移除并返回集合中的一个元素（空集合调用会抛出 KeyError）	s.pop()
clear()	清空集合中所有元素	s.clear()
copy()	返回集合的浅拷贝	s2 = s.copy()
in 关键字	判断元素是否在集合中（成员检测）	5 in s
len(s)	返回集合中元素的个数	len(s)

集合运算方法 union()（并集）、intersection()（交集）、difference()（差集）等 s1.union(s2)
二、哈希表（dict/defaultdict）的核心接口
dict 用于存储键值对（key-value），核心操作围绕键的增删查改。
方法 / 操作功能描述示例

d[key] = value	添加或修改键值对（若键存在则更新值，否则新增）	d['name'] = 'Alice'
d.get(key, default)	获取键对应的值（若键不存在则返回 default，默认 None）	d.get('age', 0)
d.pop(key, default)	移除并返回键对应的值（若键不存在则返回 default，无默认则抛 KeyError）	d.pop('name')
del d[key]	移除指定键值对（若键不存在则抛出 KeyError）	del d['name']
d.keys()	返回所有键的视图（可迭代）	for key in d.keys():
d.values()	返回所有值的视图（可迭代）	for val in d.values():
d.items()	返回所有键值对的视图（元组形式，可迭代）	for k, v in d.items():
d.update(other)	用另一个字典 / 键值对更新当前字典（键存在则覆盖，否则新增）	d.update({'age': 18})
d.clear()	清空字典中所有键值对	d.clear()
d.copy()	返回字典的浅拷贝	d2 = d.copy()
in 关键字	判断键是否在字典中（仅检测键，不检测值）	'name' in d
len(d)	返回字典中键值对的个数	len(d)

三、核心差异总结
维度哈希集合（set）哈希表（dict）
存储内容单一元素（无值）键值对（key: value）
核心操作对象元素本身键（key）
特有方法集合运算（union、intersection等）键值对相关（keys()、values()、items()等）
无序性元素无序（Python 3.7+ 仍无序）键值对有序（Python 3.7+ 按插入顺序）
需要注意的就是如果key不存在的时候是很容易报错的,所以比较推荐的是使用defaultdict进行初始化,然后根据key的类型进行对应的初始化即可.比如defaultdict(int),defaultdict(str)