数组中出现次数超过一半的数字

使用Hash

我们先创建一个HashMap的key是元素的值，value是已经出现的次数，然后遍历数组来统计所有元素出现的次数。最后再次遍历Hash，找到出现次数超过一半的数字

public int moreThanHalfNum(int [] array) {
    if(array==null)
        return 0;
    Map<Integer,Integer> res=new HashMap<>();
    int len = array.length;
    for(int i=0;i<array.length;i++){
        res.put(array[i],res.getOrDefault(array[i],0)+1);
        if(res.get(array[i])>len/2)
            return array[i];
    }
    return 0;
}

数组中出现一次的数字

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Set集合

public static Integer findOneNum(int[] arr) {
    Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
    for(int i : arr) {
        if(!set.add(i))//添加不成功返回false，前加上！运算符变为true
            set.remove(i);//移除集合中与这个要添加的数重复的元素
    }
    //注意边界条件的处理
    if(set.size() == 0)
        return null;
    //如果Set集合长度为0，返回null表示没找到
    return set.toArray(new Integer[set.size()])[0];
}

位运算

class Solution {
    public int singleNumber(int[] nums) {
        int flag = 0;
        for(int i : nums) {
            flag ^= i;
        }
        return flag;
    }
}

颜色分类问题

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基于冒泡排序的双指针

我们可以考虑对数组进行两次遍历。在第一次遍历，我们将数组中所有的 0 交换到数组的头部，这样第二次遍历只需要处理1和2的问题就行了，而这两次寻找本身又是非常漂亮的双指针。代码如下：

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int left = 0;
        //将所有的0交换到数组的最前面
        for (int right = 0; right < n; right++) {
            if (nums[right] == 0) {
                int temp = nums[right];
                nums[right] = nums[left];
                nums[left] = temp;
                left++;
            }
        }

        //将所有的1交换到2的前面
        for (int right = left; right < n; ++right) {
            if (nums[right] == 1) {
                int temp = nums[right];
                nums[right] = nums[left];
                nums[left] = temp;
                ++left;
            }
        }
    }
}

三指针

如果要求只用一次遍历就要解决问题，该怎么办呢？我们隐约感觉到要使用三个指针才行：

left指针，表示left左侧的元素都是0
right指针，表示right右侧的元素都是2
index指针，从头到尾遍历数组，根据nums[index]是0还是2决定与left交换还是与right交换。

index位置上的数字代表着我们当前需要处理的数字。当index为数字1的时候，我们什么都不需要做，直接+1即可。如果是0，我们放到左边，如果是2，放到右边。如果index=right，则可以停止。我们看一下图示：

这里的重点和难点index位置为2进行交换后为什么只进行right--，而不用index++呢？这是因为我们right位置交换过来的元素可能是0，也可能是1。如果是0自然没问题，但是如果是1则执行index++就将1跳过了无法处理了。所以我们先不动index，在下一次循环时继续判断这个index位置元素是不是0。

那为啥index位置是0的时候执行swap就可以index++了呢，这是因为如果index前面位置如果存在位置都会被swap到right位置去了，这里只需要处理0和1的情况就可以了。

代码如下：

public void sortColors(int[] nums) {
    int left=0,right=nums.length-1;
    int index=0;
    while(index<=right){
        if(nums[index]==0)
            swap(nums,index++,left++);
        else if(nums[index]==2)
            swap(nums,index,right--);
        else
            index++;
    }
}
private void swap(int[] nums,int i,int j){
    int temp=nums[i];
    nums[i]=nums[j];
    nums[j]=temp;
}

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