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## 只出现一次的数
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> 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。
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示例 1:
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> 输入: [2,2,1]
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> 输出: 1
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示例 2:
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> 输入: [4,1,2,1,2]
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> 输出: 4
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这个题目非常容易理解，就是让我们找出那个只出现一次的数字，那么下面我们来看一下这几种解题方法吧
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### HashMap
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#### 解析
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用 HashMap 的这个方法是很容易实现的，题目要求不是让我们求次数嘛，那我们直接遍历数组将每个数字和其出现的次数存到 哈希表里 就可以了，然后我们再从哈希表里找出出现一次的那个数返回即可。
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#### 题目代码
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```java
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class Solution {
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public int singleNumber(int[] nums) {
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//特殊情况
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if (nums.length == 1) {
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return nums[0];
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}
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//HashMap
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HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<Integer,Integer>();
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//将其存入哈希表中，含义为，若该元素不存在则存入表中，并计数为1，若已经存在获取次数并加1.
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for (int x : nums) {
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map.put(x , map.getOrDefault(x,0) + 1);
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}
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//遍历出出现次数为1的情况
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for (int y : map.keySet()) {
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if(map.get(y) == 1){
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return y;
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}
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}
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return 0;
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}
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}
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```
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### 排序搜索法
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#### 解析
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这个方法也是特别容易想到的，我们首先对数组进行排序，然后遍历数组，因为数组中其他数字都出现两次，只有目标值出现一次，所以则让我们的指针每次跳两步，当发现当前值和前一位不一样的情况时，返回前一位即可，当然我们需要考虑这种情况，当我们的目标值出现在数组最后一位的情况，所以当数组遍历结束后没有返回值，则我们需要返回数组最后一位，下面我们看一下动图解析。
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#### 题目代码
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```java
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class Solution {
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public int singleNumber(int[] nums) {
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if (nums.length == 1){
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return nums[0];
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}
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//排序
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Arrays.sort(nums);
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for (int i = 1; i < nums.length-1; i+=2){
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if (nums[i] == nums[i-1]){
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continue;
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}else{
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return nums[i-1];
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}
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}
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return nums[nums.length-1];
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}
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}
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```
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### HashSet
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#### 解析
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这个方法也是比较容易实现的，我们利用 HashSet 来完成。HashSet 在我们刷题时出现频率是特别高的，它是基于 HashMap 来实现的，是一个不允许有重复元素的集合。那么在这个题解中，它起到什么作用呢？解题思路如下，我们依次遍历元素并与 HashSet 内的元素进行比较，如果 HashSet 内没有该元素（说明该元素第一次出现）则存入，若是 HashSet 已经存在该元素(第二次出现)，则将其从 HashSet 中去除，并继续遍历下一个元素。最后 HashSet 内剩下的则为我们的目标数。思路和我们之前说过的括号匹配问题类似，我们一起来看一下动图解析吧。
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#### 题目代码
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```java
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class Solution {
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public int singleNumber(int[] nums) {
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if (nums.length == 1){
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return nums[0];
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}
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HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
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//循环遍历
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for (int x : nums){
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//已经存在，则去除
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if(set.contains(x)){
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set.remove(x);
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}
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//否则存入
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else{
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set.add(x);
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}
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}
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//返回仅剩的一个元素
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return set.iterator().next();
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}
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}
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```
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### 栈
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#### 解析
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该方法也很容易想到，我们首先将其排序，然后遍历数组，如果栈为空则将当前元素压入栈，如果栈不为空，若当前元素和栈顶元素相同则出栈，继续遍历下一元素，如果当前元素和栈顶元素不同的话，则说明栈顶元素是只出现一次的元素，我们将其返回即可。这个题目也可以使用队列做，思路一致，我们就不在这里说明啦。下面我们看下动图解析。
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#### 题目代码
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```java
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class Solution {
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public int singleNumber(int[] nums) {
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if (nums.length == 1) {
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return nums[0];
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}
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Arrays.sort(nums);
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Stack<Integer> stack = new Stack<>();
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for (int x : nums){
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if (stack.isEmpty()) {
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stack.push(x);
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continue;
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}
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//不同时直接跳出
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if (stack.peek() != x) {
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break;
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}
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//相同时出栈
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stack.pop();
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}
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return stack.peek();
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}
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}
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```
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### 求和法
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#### 解析
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这个方法也比较简单，也是借助咱们的 HashSet ，具体思路如下，我们通过 HashSet 保存数组内的元素，然后进行求和（setsum），那么得到的这个和则为去除掉重复元素的和，我们也可以得到所有元素和（numsum）。因为我们其他元素都出现两次，仅有一个元素出现一次，那我们通过 setsum * 2 - numsum 得到的元素则为出现一次的数。
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上面我们的 SetSum * 2 - NumSum = z 也就是我们所求的值， 是不是感觉很简单呀。
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#### 题目代码
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```java
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class Solution {
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public int singleNumber(int[] nums) {
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if (nums.length == 1){
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return nums[0];
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}
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HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
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int setsum = 0;
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int numsum = 0;
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for (int x : nums) {
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//所有元素的和
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numsum += x;
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if (!set.contains(x)) {
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//HashSet内元素的和
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setsum += x;
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}
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set.add(x);
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}
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//返回值
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return setsum * 2 - numsum;
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}
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}
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```
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### 位运算
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#### 解析
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这个方法主要是借助咱们的位运算符 ^ 按位异或，我们先来了解一下这个位运算符。
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> 按位异或(XOR)运算符“^”是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或，当两对应的二进位相异时，结果为1。相同时为0。
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> 任何数和0异或，仍为本身：a⊕0 = a
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> 任何数和本身异或，为0：a⊕a = 0
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> 异或运算满足交换律和结合律：a⊕b⊕a = (a⊕a)⊕b = 0⊕b = b
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例：
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我们通过上面的例子了解了异或运算，对应位相异时得 1，相同时得 0，那么某个数跟本身异或时，因为对应位都相同所以结果为 0 ， 然后异或又满足交换律和结合律。则
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#### 题目代码
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```java
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class Solution {
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public int singleNumber(int[] nums) {
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int num = 0;
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//异或
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for (int x : nums) {
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num ^= x;
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}
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return num;
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}
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}
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```
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本题一共介绍了6种解题方法，肯定还有别的方法，欢迎大家讨论。大家可以在做题的时候一题多解。这样能大大提高自己解题能力。下面我们来看一下这些方法如何应用到其他题目上。 |