LeetCode 热题 HOT 100 - 136. 只出现一次的数字

思路：

如果不考虑时间复杂度和空间复杂度的限制，这道题有很多种解法，可能的解法有如下几种。

1) 使用集合存储数字。遍历数组中的每个数字，如果集合中没有该数字，则将该数字加入集合，如果集合中已经有该数字，则将该数字从集合中删除，最后剩下的数字就是只出现一次的数字。

2) 使用哈希表存储每个数字和该数字出现的次数。遍历数组即可得到每个数字出现的次数，并更新哈希表，最后遍历哈希表，得到只出现一次的数字。

3) 使用集合存储数组中出现的所有数字，并计算数组中的元素之和。由于集合保证元素无重复，因此计算集合中的所有元素之和的两倍，即为每个元素出现两次的情况下的元素之和。由于数组中只有一个元素出现一次，其余元素都出现两次，因此用集合中的元素之和的两倍减去数组中的元素之和，剩下的数就是数组中只出现一次的数字。

上述三种解法都需要额外使用 O(n) 的空间，其中 n 是数组长度。

如何才能做到线性时间复杂度和常数空间复杂度呢？

答案是使用位运算。对于这道题，可使用异或运算⊕：相同为0，相异为1

异或满足交换律和结合律，对解决本题最重要的一点！同一个数做两次异或的结果为0，就像之前的方法一样，同一个数如果在纸上出现两次，那么它就被记录了一次和删去了一次，最后就不会出现在纸上。

所以只要将数组中所有的数进行异或操作，所有出现两次的数字就会自动消去变成0，而0异或任何数得到的结果都是那个数本身。所以最后一定会得到内个只出现了一次的数字。

代码实现：

题中所给为非空数组，直接使用这个数组的第0位做异或运算，遍历数组，把数组中的每一个元素都与数组的第0位进行异或

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是数组长度。只需要对数组遍历一次。

• 空间复杂度：O(1)，直接利用题目提供的数组空间做运算，没有用到额外的空间。

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        int single = 0;
        for (int num : nums) {
            single ^= num; //single = single ^ num;
        }
        return single;
    }
}