leetcode136：只出现一次的数字

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题目描述

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。
设计并实现线性时间复杂度 O(n) 的算法来解决此问题，且该算法只使用常量额外空间 O(1)。

C++ 代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_map>
using namespace std;

/*
    哈希表

    时间复杂度：O(n)
        其中 n 是数组的长度。
        遍历整个数组来填充哈希表，遍历哈希表来找到只出现一次的数字。
        每个遍历操作都是线性的，总的时间复杂度是 O(n)。
    空间复杂度：O(n)
        存储数组中的每个不同数字在哈希表，空间复杂度是 O(n)。
*/
class Solution_0 {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        unordered_map<int, int> num2cnt;
        for (int num : nums) {
            num2cnt[num]++;
        }

        for (const auto& [k, v] : num2cnt) {
            if (v == 1) {
                return k;
            }
        }
        
        return -1; // 若没找到只出现一次的数字，则返回-1
    }
};

/*
    任何数和 0 做异或运算，结果是自身。
    任何数和自身做异或运算，结果是 0。
    
    时间复杂度：O(n)
        其中 n 是数组长度，对数组遍历一次。
    空间复杂度：O(1)
*/
class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
        int res = 0;
        for (int num : nums) {
            res ^= num;
        }
        
        return res;
    }
};

// 辅助函数：打印数组
void printArray(const vector<int>& nums) {
    cout << "[";
    for (size_t i = 0; i < nums.size(); i++) {
        cout << nums[i];
        if (i != nums.size() - 1) cout << ",";
    }
    cout << "]";
}

int main() {
    Solution solution;
    vector<vector<int>> nums_cases = {
        {2,2,1},
        {4,1,2,1,2},
        {1}
    };
    
    for (auto& nums : nums_cases) {
        cout << "Input: nums = ";
        printArray(nums);
        cout << endl;
        int result = solution.singleNumber(nums);
        cout << "Output: " << result << endl;
    }

    return 0;
}