LeetCode 169. 多数元素c++/java详细题解

Posted 2021-09-04 林深时不见鹿

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了LeetCode 169. 多数元素c++/java详细题解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1、题目

给定一个大小为 n 的数组，找到其中的多数元素。多数元素是指在数组中出现次数大于 ⌊ n/2 ⌋ 的元素。

你可以假设数组是非空的，并且给定的数组总是存在多数元素。

示例 1：

输入：[3,2,3]
输出：3

示例 2：

输入：[2,2,1,1,1,2,2]
输出：2

进阶：

尝试设计时间复杂度为 $O (n)$ 、空间复杂度为 $O (1)$ 的算法解决此问题。

2、思路1

(哈希表) $O (n)$

1、使用用哈希表记录每个元素出现多少次。

2、判断每个元素出现的次数是否大于 $n / 2$ ，如果大于，则返回该数字即可。

时间复杂度分析： $O (n)$

空间复杂度分析： 至少需要额外的 $O (n)$ 空间。

3、c++代码1

class Solution {
public:
    int majorityElement(vector<int>& nums) {
        unordered_map<int, int> hash;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) 
        {
            hash[nums[i]] += 1;
            if (hash[nums[i]] > nums.size() / 2)

                return nums[i];
        }
        return 0;
    }
};

4、java代码1

class Solution {
    public int majorityElement(int[] nums) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        int n = nums.length;
        for(int i = 0;i < n;i ++) 
        {
            int x = nums[i];
            map.put(x, map.getOrDefault(x, 0) + 1);
        }
        int res = 0;
        int count = 0;
        for(Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet())
        {
            if(entry.getValue() > count)
            {
                count = entry.getValue();
                res = entry.getKey();
            }
        }
        return res;
    }
}

5、思路2

(投票算法) $O (n)$

当一个国家的总统候选人r的支持率大于50%的话，即使每个反对他的人都给他投一个反对票，抵消掉他的支持票，他的支持票也不会被完全消耗掉。因此，我们可以假定和r相同的数都是支持票，和r不同的数都是反对票。

维护两个变量：候选人和他的票数

1、候选人初始化为r = 0，票数c初始化为0，遍历整个数组
2、当候选人的票数为0时，更换候选人，并将票数重置为1
3、当候选人的值和当前元素相同时，票数加1，否则减1
4、最后维护的候选人即是答案

时间复杂度分析： $O (n)$ ， $n$ 是数组的大小。

空间复杂度分析： 仅使用了两个变量，故需要 $O (1)$ 的额外空间。

6、c++代码2

class Solution {
public:
    int majorityElement(vector<int>& nums) {
        int r, c = 0;
        for (auto x: nums)
            if (!c) r = x, c = 1;   //重置候选人
            else if (r == x) c ++ ; //票数加一
            else c -- ;  //票数减一
        return r;
    }
};

7、Java代码2

class Solution {
    public int majorityElement(int[] nums) {
        int r = 0,c = 0;
        for(int i = 0;i < nums.length;i ++)
        {
            int x = nums[i];
            if(c == 0) { r = x; c = 1; } //重置候选人
            else if(r == x) c ++; //票数加一
            else c --;  //票数减一
        }
        return r;
    }
}