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。
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？
解题思路
该问题首先想到的方法应该是先对数组排序，然后消去包含重复的值。其次就是使用哈希表，根据add函数的返回值对set内的元素进行增删，由于只有一个元素是出现一次，其他元素均出现两次，最后hash表中只会包含一个元素--目标元素。
hash方法代码如下：
class Solution {
public int singleNumber(int[] nums) {
HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
for (int num : nums) {
if (!set.add(num)) {
set.remove(num);
}
}
int res = 0;
for (Integer integer : set) {
res = integer;
}
return res;
}
}但是这俩个种方法存在问题，即使用了额外空间，不满足要求。
官方题解
位运算
如果不考虑时间复杂度和空间复杂度的限制，这道题有很多种解法，可能的解法有如下几种。
- 使用集合存储数字。遍历数组中的每个数字，如果集合中没有该数字，则将该数字加入集合，如果集合中已经有该数字，则将该数字从集合中删除，最后剩下的数字就是只出现一次的数字。
- 使用哈希表存储每个数字和该数字出现的次数。遍历数组即可得到每个数字出现的次数，并更新哈希表，最后遍历哈希表，得到只出现一次的数字。
- 使用集合存储数组中出现的所有数字，并计算数组中的元素之和。由于集合保证元素无重复，因此计算集合中的所有元素之和的两倍，即为每个元素出现两次的情况下的元素之和。由于数组中只有一个元素出现一次，其余元素都出现两次，因此用集合中的元素之和的两倍减去数组中的元素之和，剩下的数就是数组中只出现一次的数字。
上述三种解法都需要额外使用 O(n)O(n) 的空间，其中 nn 是数组长度。
如何才能做到线性时间复杂度和常数空间复杂度呢？
答案是使用位运算。
代码如下：
class Solution {
public int singleNumber(int[] nums) {
int single = 0;
for (int num : nums) {
single ^= num;
}
return single;
}
}
小结
还无法熟练使用位运算：与、或、非、亦或等方法