LeetCode每日一题:3.13多数元素

求众数

给定一个大小为 n 的数组,找到其中的众数。众数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众数。

示例:

输入 输出
[3,2,3] 3
[2,2,1,1,1,2,2] 2

解法一(Map)

思路

  • 利用Map记录每一个数组出现的次数
  • 返回出现次数最大的值
  • 理论上只需要遍历一次
var majorityElement = function(nums) {
    var obj = {}
    for(let i = 0; i < nums.length; i++){
        if(obj[nums[i]]){
            obj[nums[i]]++
        }else{
            obj[nums[i]] = 1
        }
    }
    var max = 0, res = nums
    for(var key in obj){
        if(obj[key] > max) {
            max = obj[key]
            res = key
        }
    }
    return res
};

var majorityElement = function(nums) {
    var obj = {}
    var max = nums[0]
    for(let i = 0; i < nums.length; i++){
        if(obj[nums[i]]){
            obj[nums[i]] += 1
            if(obj[max] <= obj[nums[i]]){
                max = nums[i]
            }
        }else{
            obj[nums[i]] = 1
        }
    }
    return max
};

在这里插入图片描述

解法二(排序)

思路

  • 我们假设排序使用快排(时间负责度)= O(nlogn)
  • 如果一个数组被排过序后,出现次数大于 ⌊ n/2 ⌋的一定在数组的中间位置 (注意审题,众数的定义)
var majorityElement = function(nums) {
    nums.sort((a, b)=>{
        return a-b
    })
    return nums[Math.floor(nums.length/2)]
};

在这里插入图片描述

解法三(Boyer-Moore 投票算法)

想法:

如果我们把众数记为 +1+1 ,把其他数记为 -1−1 ,将它们全部加起来,显然和大于 0 ,从结果本身我们可以看出众数比其他数多。

算法:

本质上, Boyer-Moore 算法就是找 nums的比拼掉后的值。我们维护一个计数器,如果遇到一个我们目前的候选众数,就将计数器加一,否则减一。只要计数器等于 0 ,我们就将 nums 中之前访问的数字全部忘记 ,并把下一个数字当做候选的众数。

拿例子举例 数组【2,2,1,1,1,2,2】

  • 第一个数2,当前计数器 = 1
  • 第二个数2,当前计数器 = 2
  • 第三个数1,当前计数器 = 1(被对冲掉了一位)
  • 第四个数1,当前计数器 = 0(被对冲掉了一位)
  • 此时计数器为0,前面的被对冲掉了,可以完全忽略
  • 第五个数1,当前计数器 = 1
  • 第六个数2,当前计数器 = 0
  • 此时计数器为0,前面的被对冲掉了,可以完全忽略
  • 第七个数2,当前计数器 = 1,结束,返回当前数字2

因此,上面的过程说明了我们可以放心地遗忘前面的数字,并继续求解剩下数字中的众数。最后,总有一个后缀满足计数器是大于 0 的,此时这个后缀的众数就是整个数组的众数。

总结:数量 > n/2 的数字可以 1:1对冲掉其他数字,并且还有剩余~

  • 时间复杂度 O(n):Boyer-Moore 算法严格执行了 nn 次循环,所以时间复杂度是线性时间的。
  • 空间复杂度 O(1):Boyer-Moore 只需要常数级别的额外空间。
var majorityElement = function(nums) {
    var idx = null
    var count = 0
    for(let i = 0; i < nums.length; i++){
        if(count ===0 ){
            idx = nums[i]
        }
        if(idx === nums[i]){
            count++
        }else{
            count--
        }
    }
    return idx
};

在这里插入图片描述

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