Question

169. 多数元素

English Version

题目描述

给定一个大小为 n_ _的数组 nums ，返回其中的多数元素。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：nums = [3,2,3]
输出：3

示例 2：

输入：nums = [2,2,1,1,1,2,2]
输出：2

 

提示：

• n == nums.length
• 1 <= n <= 5 * 104
• -109 <= nums[i] <= 109

 

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。

解法

方法一：摩尔投票法

摩尔投票法的基本步骤如下：

初始化元素 $m$，并初始化计数器 $cnt=0$。接下来，对于输入列表中每一个元素 $x$：

1. 如果 $cnt=0$，那么 $m=x$ 并且 $cnt=1$；
2. 否则，如果 $m=x$，那么 $cnt = cnt + 1$，否则 $cnt = cnt - 1$。

一般而言，摩尔投票法需要对输入的列表进行两次遍历。在第一次遍历中，我们生成候选值 $m$，如果存在多数，那么该候选值就是多数值。在第二次遍历中，只需要简单地计算候选值的频率，以确认是否是多数值。由于本题已经明确说明存在多数值，所以第一次遍历结束后，直接返回 $m$ 即可，无需二次遍历确认是否是多数值。

时间复杂度 $O(n)$，其中 $n$ 是数组 $nums$ 的长度。空间复杂度 $O(1)$。

class Solution:
  def majorityElement(self, nums: List[int]) -> int:
    cnt = m = 0
    for x in nums:
      if cnt == 0:
        m, cnt = x, 1
      else:
        cnt += 1 if m == x else -1
    return m

class Solution {
  public int majorityElement(int[] nums) {
    int cnt = 0, m = 0;
    for (int x : nums) {
      if (cnt == 0) {
        m = x;
        cnt = 1;
      } else {
        cnt += m == x ? 1 : -1;
      }
    }
    return m;
  }
}

class Solution {
public:
  int majorityElement(vector<int>& nums) {
    int cnt = 0, m = 0;
    for (int& x : nums) {
      if (cnt == 0) {
        m = x;
        cnt = 1;
      } else {
        cnt += m == x ? 1 : -1;
      }
    }
    return m;
  }
};

func majorityElement(nums []int) int {
  var cnt, m int
  for _, x := range nums {
    if cnt == 0 {
      m, cnt = x, 1
    } else {
      if m == x {
        cnt++
      } else {
        cnt--
      }
    }
  }
  return m
}

function majorityElement(nums: number[]): number {
  let cnt: number = 0;
  let m: number = 0;
  for (const x of nums) {
    if (cnt === 0) {
      m = x;
      cnt = 1;
    } else {
      cnt += m === x ? 1 : -1;
    }
  }
  return m;
}

impl Solution {
  pub fn majority_element(nums: Vec<i32>) -> i32 {
    let mut m = 0;
    let mut cnt = 0;
    for &x in nums.iter() {
      if cnt == 0 {
        m = x;
        cnt = 1;
      } else {
        cnt += if m == x { 1 } else { -1 };
      }
    }
    m
  }
}

/**
 * @param {number[]} nums
 * @return {number}
 */
var majorityElement = function (nums) {
  let cnt = 0;
  let m = 0;
  for (const x of nums) {
    if (cnt === 0) {
      m = x;
      cnt = 1;
    } else {
      cnt += m === x ? 1 : -1;
    }
  }
  return m;
};

public class Solution {
  public int MajorityElement(int[] nums) {
    int cnt = 0, m = 0;
    foreach (int x in nums) {
      if (cnt == 0) {
        m = x;
        cnt = 1;
      } else {
        cnt += m == x ? 1 : -1;
      }
    }
    return m;
  }
}

class Solution {
  /**
   * @param Integer[] $nums
   * @return Integer
   */
  function majorityElement($nums) {
    $m = 0;
    $cnt = 0;
    foreach ($nums as $x) {
      if ($cnt == 0) {
        $m = $x;
      }
      if ($m == $x) {
        $cnt++;
      } else {
        $cnt--;
      }
    }
    return $m;
  }
}