只出现一次的数字（桶排序和位运算）

问题来源：力扣算法面试题汇总

问题描述：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。

例：
输入: [4,1,2,1,2]
输出: 4

# 输入
nums = [4, 1, 2, 1, 2]

1. O(n2)O(n^2)O(n2)算法

分析：较为直接的思路是做两层遍历。

# O(n2)算法
# 第一层遍历
for i in range(len(nums)):# 设置flag，默认为1，只要找到相同元素，则为0flag = 1# 第二层遍历for j in range(len(nums)):if i == j: continue# 找到相同元素则令flag=0if nums[i] == nums[j]:flag = 0if flag == 1:print(nums[i])break

这道题实际要求线性时间，所以，我们的算法必须是常数次遍历。

2. O(n)O(n)O(n)时间+额外空间

思路：
第一遍遍历：找出nums最小值
第二遍遍历：找出nums最大值
第三遍遍历：创建桶（list长度=最大值-最小值+1）
第四遍遍历：对桶进行填充，默认元素为0
第五遍遍历：找出桶元素为1的元素，并返回

# O(n)+额外空间
min_num = min(nums);
max_num = max(nums);
# 创建桶
basket = [0 for i in range(max_num-min_num+1)]
# 填充桶
for i in range(len(nums)):temp = nums[i] - min_num;basket[temp] += 1;
# 桶中找出值为1的元素
for i in range(len(basket)):if basket[i] == 1:print(min_num+i)break

3. O(n)O(n)O(n)时间+常数空间

思路：利用异或位运算。具体如下，

交换律：a ^ b = b ^ a
相同数异或为0：a ^ a = 0
与0异或数不变：a ^ 0 = a

num = nums[0];
for i in range(1, len(nums)):num = num ^ nums[i]
print(num)

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