题目描述:
数组中有一个数字出现的次数超过数组长度的一半,请找出这个数字。
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: [1, 2, 3, 2, 2, 2, 5, 4, 2]
输出: 2
限制:
1 <= 数组长度 <= 50000
解题思路1:对于这种寻找众数的方法,当然最先想到的会是使用数组来计数,每读到一个数,就在相应的位置去加1,最后只需找到累加数超过数组一半的值返回即可,然后我就想到了用桶排序的思想,用每一个值减去最小值作为他的记录个数位。(其实可以直接在找到最大值,然后创建最大值的长度数组,然后在每一个值对应的位置直接记录相应出现的次数)
所欲问题1:这种思想固然很好理解,但是肯定会出现浪费大量的数组空间,其次,在一个测试案例中,一个数值大小达到了2亿多,显然这样去创建数组,内存空间肯定是不允许的,所以第一次尝试以失败告终。
public int majorityElement(int[] nums) {
int min = Integer.MAX_VALUE;
int max = Integer.MIN_VALUE;
int temp = nums.length/2;
int res = 0;
//寻找出最大最小值
for (int num:nums) {
if(num < min) min = num;
if(num > max) max = num;
}
//根据值创建记录数组
int[] arr = new int[max-min+1];
for (int num:nums) {
arr[num-min] += 1;
}
//然后遍历记录数组,以找出众数
for (int num:nums) {
if(arr[num - min] > temp){
res = num;
break;
}
}
return res;
}
解题思路2:第一次尝试,我感觉自己是死在了空间占用率太大,所以我就想,那我要不然就牺牲时间复杂度来补救,于是我想到了先对数组进行排序,然后对于数组进行遍历,对每一个值进行出现次数的记录,一旦出现个数超过数组一半的,就可以直接停止寻找,返回结果即可,这样的好处就是空间复杂度肯定会是O(1),然后循环的最好情况是众数出现在最小位,最坏情况是众数出现了在最大位,也不至于代码的时间复杂度过高。
所遇问题2:结果很意外,通过了所有的测试案例,空间利用率超过java提交用户的100%,但是时间复杂度只超过了百分之三十多的人。
import java.util.Arrays;
public int majorityElement(int[] nums) {
int temp = Integer.MAX_VALUE;
int add = 1;
int l = nums.length/2;
Arrays.sort(nums);
for (int num:nums) {
if (num != temp){
temp = num;
add = 1;
}else {
add++;
}
if(add > l)
break;
}
return temp;
}
解题思路3:最后我在浏览解题评论区当中发现了超级优化的解题思路,原作者是这样解释他的思路的:代码详解
class Solution {
public int majorityElement(int[] nums) {
int x = 0, votes = 0;
for(int num : nums){
if(votes == 0) x = num;
votes += num == x ? 1 : -1;
}
return x;
}
}
代码理解:作者说自己是利用了摩尔投票法,这样可以保证了时间和空间复杂度分别为 O(N) 和 O(1) ;其算法思想为:
- 票数和: 由于众数出现的次数超过数组长度的一半;若记 众数 的票数为 +1 ,非众数 的票数为 −1 ,则一定有所有数字的 票数和 >0 。
- 票数正负抵消: 设数组 nums 中的众数为 x ,数组长度为 n 。若 nums 的前 a 个数字的 票数和 =0 ,则 数组后 (n−a) 个数字的 票数和一定仍 >0 (即后 (n−a) 个数字的 众数仍为 x )。