《LeetCode之每日一题》:217.多数元素

最新推荐文章于 2022-08-19 00:14:21 发布

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#leetcode #算法 #哈希表 #摩尔投票法

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本文详细介绍了如何用排序、哈希表、随机化和摩尔投票法找出给定数组的多数元素，包括示例和时间复杂度分析。挑战高级读者设计O(n)、O(1)空间复杂度的解决方案。

多数元素

有关题目
- 题解

题目链接：多数元素

有关题目

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。

题解

法一：排序
参考官方题解

class Solution {
public:
    int majorityElement(vector<int>& nums) {
        sort(begin(nums), end(nums));
        return nums[nums.size() / 2];
    }
};

在这里插入图片描述

法二：哈希表
代码一：

class Solution {
public:
    int majorityElement(vector<int>& nums) {
        int ans = 0;
        int sz = nums.size() / 2 + 1;
        unordered_map<int, int> mp;
        for (auto &n : nums)
        {
            ++mp[n];
        }

        for (auto &num : nums)
        {
            if (mp[num] >= sz)
            {
                ans = num;
                break;
            }
        }

        return ans;
    }
};

代码二：优化
参考官方题解

我们采用打擂台的方式进行优化，可以省去哈希表遍历的步骤

class Solution {
public:
    int majorityElement(vector<int>& nums) {
        unordered_map<int, int> mp;
        int majority = 0;
        int cnt = 0;
        for (auto &num : nums)
        {
            ++mp[num];
            if (mp[num] > cnt)
            {
                majority = num;
                cnt = mp[num];
            }
        }
        
        return majority;
    }
};

在这里插入图片描述
法三：随机化

class Solution {
public:
    int majorityElement(vector<int>& nums) {
        while(true)
        {
            int candidate = nums[rand() % nums.size()];
            int cnt = 0;
            for (auto &num : nums)
            {
                if (num == candidate)
                    ++cnt;
            }

            if (cnt > nums.size() / 2)
                return candidate;
        }

        return -1;
    }
};

在这里插入图片描述

法四：摩尔投票法

class Solution {
public:
    int majorityElement(vector<int>& nums) {
        int e1 = 0, v1 = 0;
        for (auto &num : nums)
        {
            if (v1 > 0 && num == e1)
            {
                v1++;
            }
            else if (v1 == 0)
            {
                e1 = num;
                v1++;
            }
            else 
                v1--;
        }

        return e1;
    }
};