算法一:哈希映射

算法思路

  • 开一个map容器或者是unordered_map容器来记录一个数出现的次数,最后在逐个访问容器中的元素,找到比大的那个就行了

    复杂度分析

  • 值得注意的是map和unordered_map内嵌数据结构是不同的,map是红黑树,unordered_map是哈希表

    使用map

  • 时间复杂度,对于map来说是插入、修改、删除操作都是一个级别的时间,所以总得时间复杂度是
  • 空间复杂度,map利用率100%,为

    使用unordered_map

  • 时间复杂度,unordered_map是哈希表,所以每次访问映射后的数是近似的所以总得时间复杂度为
  • 空间复杂度,unordered_map的额外,空间复杂度会多出许多,空间利用率约20%,也是级别
  • 因为数据可能比较弱,空间和时间体现不是太明显,下面两张图片大家自行体会一下map和unordered_map差别
    在这里插入图片描述
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    代码实现

    class Solution {
    public:
      int MoreThanHalfNum_Solution(vector<int> nums) {
          unordered_map<int,int> mp;//key为出现的数字,value为出现的次数
          //需要的话,此处只需把unordered_map改成map
          for(auto it:nums){//遍历nums中的每一个元素
              mp[it]++;//it元素出现的次数+1
          }
          int len=nums.size();
          for(auto it:mp){//遍历map容器中的每一个元素
              if(it.second*2>len){//当前数字出现的次数大于数组长度的一半
                  return it.first;//返回答案
              }
          }
          return 0;//因为编译器原因,必须要有返回值
      }
    };

    算法二:排序

    算法思路

  • 题目保证有某个数的出现次数超过一半,假如我们将答案排序一遍,最中间的那个数一定是答案,其实不难理解,我们可以看一下图示

在这里插入图片描述
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  • 可以理解为一个长度大于的水瓶在长度为的管道中移动,他必然经过中点
  • 严格证明的话,就是反证法,如果存在满足题目条件的数,但是他又不是中点,那么推出来他的长度小于,矛盾,故原命题成立

    代码实现

    C++

    class Solution {
    public:
      int MoreThanHalfNum_Solution(vector<int> nums) {
          sort(nums.begin(),nums.end());//从小到大排序
          return nums[(nums.size()-1)/2];//输出中点
      }
    };

    Python3

    class Solution:
      def MoreThanHalfNum_Solution(self, nums):
          nums.sort()#对列表进行排序
          return nums[(len(nums)-1)//2]#输出中点

    复杂度分析

  • 时间复杂度,排序一遍
  • 空间复杂度,

    算法三:性质构造法

    算法思路

  • 因为题目给定了答案那个数出现的次数大于一半
  • 如果我们把这个数字换成1,其余数字换成-1,那么最后整个数组的和肯定是大于0的
  • 但是实际上面我们直接换是不可能,因为我们根本不知道那个数是多少
  • 但是我们可以先选取一个数字当作临时的也是没有关系的,为什么?
  • 上面的想法中1和-1是可以抵消的,如果我们让-1和-1也可以抵消呢?那答案不就是更大了!依旧可行
  • 所以我们只需要从头到尾遍历
  • 如果cnt为0,就选取当前这个数字为ans,
  • 若cnt不为0,则跟ans相同加上,否则减去1
  • 这样我们得到的ans,一定是我们的答案(官方题解最后的那个for循环有点冗余,删除掉依旧可以过,当然要理解成官方题解的候选人也是可以的)

    代码实现

    class Solution {
    public:
      int MoreThanHalfNum_Solution(vector<int> nums) {
          int ans,cnt=0;
          for(auto it:nums){//遍历nums中的每一个元素
              if(!cnt){//如果当前计数为0,则选取当前值为新答案
                  cnt=1;
                  ans=it;//更新答案
              }
              else {
                  if(ans==it)cnt++;//遇到跟当前答案相同的数
                  else cnt--;//遇到一个非答案的数
              }
          }
          return ans;//直接返回
      }
    };

    复杂度分析

  • 时间复杂度,
  • 空间复杂度,定义了ans和cnt,为