169. Majority Element 多数元素 (投票法原理的简单理解)

本文介绍了一种使用投票法寻找数组中超过半数出现的元素的高效算法。通过模拟班级竞选场景,阐述了投票法的基本原理及其实现过程。算法在每次遍历中更新当前候选元素和票数,最终返回票数最多的元素。

题目分析:找出超过半数的那个数,这里我用了投票法,投票法可以这么来理解,首先我们可以看作这一些数代表着不同班级的学生,现在要竞选最高人气的班级,每个班的学生自然就只会投赞成票给自己的班级,投反对票给其他班级,那么超过半数人数的那个班级就算减去其他班的反对票,依旧得票是正数,而其他班级的得票均一定为负数,这样就选出了超过半数的那个数

 

C++: 

int majorityElement(vector<int>& nums) {
    int ticket = 0;  // 目前的得票数
    int cur_num = 0;  //目前被投票的数字

    for(int x : nums){
        if(cur_num == x)
            ticket ++;
        else if(--ticket < 0){  
            cur_num = x; //一票赞成的都没有,一张反对票直接踢出目前竞选,换人来选
            ticket = 1; 
        }
    }

    return cur_num;
}

 

Python:

def majorityElement(nums: List[int]) -> int:
    ticket = 0
    cur_num = 0

    for x in nums:
        if cur_num == x:
            ticket += 1
        else:
            ticket -= 1
            if ticket < 0:
                cur_num = x
                ticket = 0

    return cur_num

 

使用 Java 分治法解决 LeetCode 169 多数元素问题的核心思路是将数组分成左右两部分,分别找出左右两部分的众数,然后根据左右两部分众数是否相同进行处理。若相同,则该数为众数;若不同,则需要统计它们在整个区间内的出现次数,出现次数多的即为众数。 以下是两种不同实现方式的代码: 第一种实现方式: ```java class Solution { public int majorityElement(int[] nums) { return major(nums, 0, nums.length - 1); } // 计算[lo, hi]范围内,nums 中数字 major 的出现次数 public int count(int[] nums, int major, int lo, int hi) { int count = 0; for (int i = lo; i <= hi; i++) { if (nums[i] == major) { count++; } } return count; } public int major(int[] nums, int lo, int hi) { // 区间内只有一个数,这个数就是众数 if (lo == hi) { return nums[lo]; } int mid = lo + (hi - lo) / 2; int left = major(nums, lo, mid); // 左区间的众数 int right = major(nums, mid + 1, hi); // 右区间的众数 if (left == right) { // 相等,则找到了众数 return left; } // 不相等 int count1 = count(nums, left, lo, mid); // 左区间众数出现次数 int count2 = count(nums, right, mid + 1, hi); // 右区间众数出现次数 return count1 > count2 ? left : right; } } ``` 第二种实现方式: ```java class Solution { public int majority(int[] nums, int min, int max) { if (min == max) { return nums[min]; } int mid = (max - min) / 2 + min; int left = majority(nums, min, mid); int right = majority(nums, mid + 1, max); if (left == right) { return left; } int leftCount = countInRange(nums, left, min, max); int rightCount = countInRange(nums, right, min, max); return leftCount > rightCount ? left : right; } private int countInRange(int[] nums, int num, int lo, int hi) { int count = 0; for (int i = lo; i <= hi; i++) { if (nums[i] == num) { count++; } } return count; } } ```
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