hot100 -- 17.技巧

1.多数元素

问题：

给定一个大小为 n 的数组 nums ，返回其中的多数元素。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。

方法1： 哈希表

实时判断，找到过半元素，直接退出即可

# 方法1：哈希表
# 实时判断，找到过半元素，直接退出即可
def majorityElement(nums):
    hash = collections.defaultdict(int)
    for num in nums:
        hash[num] += 1
        if hash[num] > len(nums)//2:
            return num

方法2：排序

找中位，如果过半，中位元素就是要找的，只用判断中位元素是否超过数组的一半

# 方法2：排序
# 找中位，如果过半，中位元素就是要找的，只用判断中位元素是否超过数组的一半
def majorityElement(nums):
    nums.sort()
# return nums[len(nums)//2] if nums.count(nums[len(nums)//2]) > len(nums)//2 else False # 题目已经保证必然存在多数元素，不用多此一举
    return nums[len(nums)//2]

方法3：投票

最多的元素+1，否则-1，如果最多的元素过半，最后票数总为正。

# 方法3：投票
# 最多的元素+1，否则-1，如果最多的元素过半，最后票数总为正
def majorityElement(nums):
    vote, max_num = 1, nums[0]
    for i in range(1, len(nums)):
        if max_num == nums[i]:
            vote += 1
        else:
            vote -= 1
            if vote < 0:
                max_num, vote = nums[i], 1          # 注意：这里投票也要更新
    # return max_num if vote > 0 else False         # 题目已经保证必然存在多数元素，不用多此一举
    return max_num

2. 只出现一次的数字

问题：

给你一个 非空 整数数组 nums ，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。

你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题，且该算法只使用常量额外空间。

方法1：异或

# 方法1：异或
def singleNumber(nums):
    res = 0
    for num in nums:
        res ^= num
    return res

方法2：哈希表

# 方法2：哈希表
def singleNumber(nums):
    hash = collections.defaultdict(int)
    for num in nums:
        hash[num] += 1
    for key, value in hash.items():
        if value == 1:
            return key

3.颜色分类

方法1：计数 覆盖

# 方法1：计数 覆盖
# 分别统计三个数字的数量，在原数组上进行覆盖
def sortColors(nums):
    num0, num1, num2 = 0, 0, 0
    # 统计
    for num in nums:
        if num == 0:
            num0 += 1
        elif num == 1:
            num1 += 1
        else:
            num2 += 1
    # 原地替换
    for i in range(len(nums)):
        if i < num0:
            nums[i] = 0
        elif num0 <= i < (num0+num1):
            nums[i] = 1
        else:
            nums[i] = 2
    print(nums)

方法2：三指针

# 方法2：三指针
# 相当于把0/1/2分为左/中/右三块，如果为0/2则与左/右元素换位
def sortColors(nums):
    left, cur, right = 0, 0, len(nums)-1
    while cur <= right:
        # 0入左边
        if nums[cur] == 0:
            nums[left], nums[cur] = nums[cur], nums[left]
            left += 1
            cur += 1        # 从cur交换到left的元素只可能是1（否则left不会指向它）
        # 2入右边
        elif nums[cur] == 2:
            nums[right], nums[cur] = nums[cur], nums[right]
            right -= 1
            # 注意：这里cur不能增加，从2换来的元素可能是0/1，必须重新检查
        # 中间1不用管
        else:
            cur += 1
    print(nums)