【Java】 劍指offer(39) 陣列中出現次數超過一半的數字 《劍指Offer》Java實現合集 《劍指Offer》Java實現合集
本文參考自《劍指offer》一書,程式碼採用Java語言。
題目
陣列中有一個數字出現的次數超過陣列長度的一半,請找出這個數字。例如輸入一個長度為9的陣列{1, 2, 3, 2, 2, 2, 5, 4, 2}。由於數字2在陣列中出現了5次,超過陣列長度的一半,因此輸出2。
思路
思路一:數字次數超過一半,則說明:排序之後陣列中間的數字一定就是所求的數字。
利用partition()函式獲得某一隨機數字,其餘數字按大小排在該數字的左右。若該數字下標剛好為n/2,則該數字即為所求數字;若小於n/2,則在右邊部分繼續查詢;反之,左邊部分查詢。
思路二:數字次數超過一半,則說明:該數字出現的次數比其他數字之和還多
遍歷陣列過程中儲存兩個值:一個是陣列中某一數字,另一個是次數。遍歷到下一個數字時,若與儲存數字相同,則次數加1,反之減1。若次數=0,則儲存下一個數字,次數重新設定為1。由於要找的數字出現的次數比其他數字之和還多,那麼要找的數字肯定是最後一次把次數設定為1的數字。
採用陣地攻守的思想:
第一個數字作為第一個士兵,守陣地;count = 1;
遇到相同元素,count++;
遇到不相同元素,即為敵人,同歸於盡,count--;當遇到count為0的情況,又以新的i值作為守陣地的士兵,繼續下去,到最後還留在陣地上的士兵,有可能是主元素。
再加一次迴圈,記錄這個士兵的個數看是否大於陣列一般即可。
測試算例
1.功能測試(存在或者不存在超過陣列長度一半的數字)
2.特殊測試(null、1個數字)
Java程式碼
//題目:陣列中有一個數字出現的次數超過陣列長度的一半,請找出這個數字。例 //如輸入一個長度為9的陣列{1, 2, 3, 2, 2, 2, 5, 4, 2}。由於數字2在陣列中 //出現了5次,超過陣列長度的一半,因此輸出2。 public class MoreThanHalfNumber { boolean isInputInvalid = true; //方法一:partition方法 public int MoreThanHalfNum_Solution(int [] array) { if(array==null ||array.length<=0) return 0; int low=0; int high=array.length-1; int index=partition(array,low,high); while(index!=array.length>>1){ if(index<array.length>>1){ low=index+1; index=partition(array,low,high); }else{ high=index-1; index=partition(array,low,high); } } //判斷次數是否超過一半 int num=array[index]; int times=0; for(int i=0;i<array.length;i++){ if(array[i]==num){ times++; } } if(times*2>array.length){ isInputInvalid=false; return num; } return 0; } private int partition(int[] array,int low ,int high){ int pivotKey=array[low]; while(low<high){ while(low<high && array[high]>=pivotKey) high--; int temp=array[low]; array[low]=array[high]; array[high]=temp; while(low<high && array[low]<=pivotKey) low++; temp=array[low]; array[low]=array[high]; array[high]=temp; } return low; } //方法二 public int MoreThanHalfNum_Solution2(int [] array) { if(array==null || array.length<=0) return 0; int num=array[0]; int count=1; for(int i=1;i<array.length;i++){ if(count==0) num=array[i]; else if(array[i]==num) count++; else count--; } if(count>0){ int times=0; for(int i=0;i<array.length;i++){ if(array[i]==num){ times++; } } if(times*2>array.length){ isInputInvalid=false; return num; } } return 0; } }
收穫
1.length/2 用 length>>1 來代替,具有更高的效率;
2.本題中,找到了所求數字,別忘記判斷該數字的次數是否超過一半,感覺很容易忘記進行判斷。
3.題目所要求的返回值為int,所以如果陣列不滿足要求時,無法通過返回值來告知是否出錯,所以這道題設定了一個全域性變數來進行判斷。呼叫該方法時,需要記得對全域性變數進行檢查。
4.方法一中,採用了partition()函式,該函式會改變修改的陣列,因此在面試的時候,需要和麵試官討論是否可以修改陣列。
5.兩種方法的時間複雜度均為O(n)。