C#LeetCode刷题之#136-只出现一次的数字（Single Number）

问题

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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。

说明：你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗？

输入: [2,2,1]

输出: 1

输入: [4,1,2,1,2]

输出: 4

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Given a non-empty 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?

Input: [2,2,1]

Output: 1

Input: [4,1,2,1,2]

Output: 4

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示例

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public class Program {

    public static void Main(string[] args) {
        int[] nums = null;

        nums = new int[] { 4, 1, 2, 1, 2 };
        var res = SingleNumber(nums);
        Console.WriteLine(res);

        nums = new int[] { 2, 2, 1 };
        res = SingleNumber2(nums);
        Console.WriteLine(res);

        nums = new int[] { 5, 9, 3, 9, 3, 2, 5 };
        res = SingleNumber3(nums);
        Console.WriteLine(res);

        Console.ReadKey();
    }

    private static int SingleNumber(int[] nums) {
        var dic = new Dictionary<int, int>();
        for(var i = 0; i < nums.Length; i++) {
            if(dic.ContainsKey(nums[i])) {
                dic[nums[i]]++;
            } else {
                dic[nums[i]] = 0;
            }
        }
        foreach(var item in dic) {
            if(item.Value == 0) {
                return item.Key;
            }
        }
        return 0;
    }

    private static int SingleNumber2(int[] nums) {
        var table = new Hashtable();
        for(var i = 0; i < nums.Length; i++) {
            if(table.ContainsKey(nums[i])) {
                table.Remove(nums[i]);
            } else {
                table.Add(nums[i], nums[i]);
            }
        }
        var enumerator = table.Values.GetEnumerator();
        enumerator.MoveNext();
        return (int)enumerator.Current;
    }

    private static int SingleNumber3(int[] nums) {
        var result = 0;
        foreach(var num in nums) {
            result ^= num;
        }
        return result;
    }

}

以上给出3种算法实现，以下是这个案例的输出结果：

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4
1
2

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分析：

显而易见，以上3种算法的时间复杂度均为：  。SingleNumber3的执行效率是最高的，并且没有使用额外的空间，意思是指算法的空间复杂度为  。

SingleNumber3的解法分析参考我的另一篇博文 C#LeetCode刷题之#268-缺失数字（Missing Number）。