leetcode 之 169. 多数元素

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一 描述

169. 多数元素

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。

二 分析

  1. 哈希法
    扫描数组中元素,并用哈希表记录每个元素出现的次数,则出现次数大于⌊ n/2 ⌋ 的元素即为所求。
  2. 排序法
    先将数组排序。因为多数元素在数组中出现次数大于⌊ n/2 ⌋ ,所以后排序下标为⌊ n/2 ⌋ 的元素即为所求。
  3. 尝试法
    随机挑选数组中的一个元素,并计算其在数组中出现的次数。若其出现次数大于⌊ n/2 ⌋ ,则结束;反之,重新随机挑选一个元素并尝试之。 当多数元素出现的次数恰好为数组长度的一半时,第一次挑选到它的概率为1/2,挑选2次才挑选到它的概率为1/2(第一次没挑选到的概率)1/2(第2次挑选到的概率),同理第3次才挑选到它的概率为(1/2)3。这样尝试次数的理论值s=1(1/2)+2(1/2)*2+3(1/2)*3......+i(1/2)i(i->∞)。s = s2-s = 1 + (1/2) + (1/2)2+......+(1/2)(i-1) - i(1/2)i(i->∞)=2-(1/2)(i-1)-i(1/2)**i(i->∞)=2。 因为题目中多数元素出现次数大于⌊ n/2 ⌋,所以尝试次数的期望值应小于2。

三 答案

class Solution:
    def majorityElement(self, nums: List[int]) -> int:
        # # method1(hash)
        # counter = {}
        # for num in nums:
        #     counter[num] = counter.setdefault(num, 0) + 1
        # majority_count = len(nums) >> 1
        # for key, value in counter.items():
        #     if value > majority_count:
        #         return key

        # # method2(sort)
        # nums.sort()
        # return nums[len(nums) >> 1]

        # method3
        majority_count = len(nums) >> 1
        while True:
            try_num = random.choice(nums)
            s = 0
            for num in nums:
                if num == try_num:
                    s += 1
            if s > majority_count:
                return try_num