【LeetCode】- Single Number（从数组中找出只出现一次的数字）

[ 问题: ]

Given an array of integers, every element appears twice except for one. Find that single one.
Note: Your algorithm should have a linear runtime complexity. Could you implement it without using extra memory?

翻译：给定一个整数数组，数组中所有元素都出现了两次，只有一个元素只出现了一次，找出这个只出现了一次的元素。

[ 解法: ]

①. 常规解法：时间复杂度为 O(n²)，没能通过

/**
 * Time Limit Exceeded 
 * 时间复杂度为:O(n²)，无法通过
 */
public class Solution1 {
	public int singleNumber(int[] arr) {
		int count = 0;
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
				if (arr[i] == arr[j]) {
					count++;
				}
			}
			if (count == 1) {
				return arr[i];
			} else {
				count = 0;
			}
		}
		return -1;
	}

	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = { 0, 1, 1, 2, 2, 3, 0 };
		System.out.println(new Solution1().singleNumber(arr));
	}
}

②. 标准解法：使用异或运算

这个程序用了个小技巧：一个整数和它本身异或之后得到值是0，0与其他整数异或得到的是这个整数本身

/**
 * 利用异或的可交换性
 */
public class Solution2 {
	public int singleNumber(int[] arr) {
		// invalid check
		if (arr.length == 0) {
			return -1;
		}
		int result = 0;
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			result = result ^ arr[i];
		}
		return result;
	}

	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = { 0, 1, 1, 2, 2, 3, 0 };
		System.out.println(new Solution2().singleNumber(arr));
	}
}

[ 拓展: ]

异或运算的两个法则：

①. a ^ b = b ^ a

②. a ^ b ^ c = a ^ (b ^ c) = (a ^ b) ^ c 

真 ^  假 = 真　　假 ^  真 = 真　　假 ^  假 = 假　　真 ^  真 = 假

/**
 * 不使用第三个变量,交换两个变量的值
 */
public class Swap {
	public static void main(String[] args) {
		int a = 1, b = 2;
		System.out.println("交换前: a = " + a + " , b = " + b);
		a = a ^ b;
		b = a ^ b;
		a = a ^ b;
		System.out.println("交换后: a = " + a + " , b = " + b);
	}
}