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位运算：剑指 Offer 39. 数组中出现次数超过一半的数字

发布时间 2023-04-28 16:07:55作者: ZDREAMER

题目描述：

数组中有一个数字出现的次数超过数组长度的一半，请找出这个数字。

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。

 

限制：

　　1 <= 数组长度 <= 50000

 

解题思路：

  1. 摩尔投票法： 核心理念为 票数正负抵消 。此方法时间和空间复杂度分别为 O(N) 和 O(1) ，为本题的最佳解法。

 

 

 

 

复杂度分析：
  • 时间复杂度 O(N) ： N 为数组 nums 长度。
  • 空间复杂度 O(1)： votes 变量使用常数大小的额外空间。
class Solution{
    public int majorityElement(int nums[]){
        int vote=0,x=0;//vote:票数  x:众数
        for(int num:nums){
            if(vote==0) x=num;
            vote += (num==x)?1:-1;//当前数num等于众数x则vote+1，否则-1
        }
        return x;//返回众数
    }
}

 

 

 

 

HashSet 类提供了很多有用的方法，添加元素可以使用 add() 方法:

// 引入 HashSet 类      
import java.util.HashSet;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> sites = new HashSet<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Zhihu");
        sites.add("Runoob");  // 重复的元素不会被添加
        System.out.println(sites);
    }
}

　　结果：

[Google, Runoob, Zhihu, Taobao]

 

判断元素是否存在：

我们可以使用 contains() 方法来判断元素是否存在于集合当中:

// 引入 HashSet 类      
import java.util.HashSet;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> sites = new HashSet<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Zhihu");
        sites.add("Runoob");  // 重复的元素不会被添加
        System.out.println(sites.contains("Taobao"));
    }
}

　　结果：

true

　　

删除元素：

我们可以使用 remove() 方法来删除集合中的元素:

// 引入 HashSet 类      
import java.util.HashSet;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> sites = new HashSet<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Zhihu");
        sites.add("Runoob");     // 重复的元素不会被添加
        sites.remove("Taobao");  // 删除元素，删除成功返回 true，否则为 false
        System.out.println(sites);
    }
}

　　结果：

[Google, Runoob, Zhihu]

　　删除集合中所有元素可以使用 clear 方法

 

计算大小

如果要计算 HashSet 中的元素数量可以使用 size() 方法：

// 引入 HashSet 类      
import java.util.HashSet;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> sites = new HashSet<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Zhihu");
        sites.add("Runoob");     // 重复的元素不会被添加
        System.out.println(sites.size());  
    }
}

　　结果：

4

　　

迭代 HashSet

可以使用 for-each 来迭代 HashSet 中的元素。

// 引入 HashSet 类      
import java.util.HashSet;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
    HashSet<String> sites = new HashSet<String>();
        sites.add("Google");
        sites.add("Runoob");
        sites.add("Taobao");
        sites.add("Zhihu");
        sites.add("Runoob");     // 重复的元素不会被添加
        for (String i : sites) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

　　

执行以上代码，输出结果如下：

Google
Runoob
Zhihu
Taobao

　　

 

 

 

 

 

添加元素

HashMap 类提供了很多有用的方法，添加键值对(key-value)可以使用 put() 方法:

// 引入 HashMap 类      
import java.util.HashMap;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 HashMap 对象 Sites
        HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
        // 添加键值对
        Sites.put(1, "Google");
        Sites.put(2, "Runoob");
        Sites.put(3, "Taobao");
        Sites.put(4, "Zhihu");
        System.out.println(Sites);
    }
}

　　执行以上代码，输出结果如下：

{1=Google, 2=Runoob, 3=Taobao, 4=Zhihu}

　　

// 引入 HashMap 类      
import java.util.HashMap;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 HashMap 对象 Sites
        HashMap<String, String> Sites = new HashMap<String, String>();
        // 添加键值对
        Sites.put("one", "Google");
        Sites.put("two", "Runoob");
        Sites.put("three", "Taobao");
        Sites.put("four", "Zhihu");
        System.out.println(Sites);
    }
}

　　执行以上代码，输出结果如下：

{four=Zhihu, one=Google, two=Runoob, three=Taobao}

　　

访问元素

我们可以使用 get(key) 方法来获取 key 对应的 value:

// 引入 HashMap 类      
import java.util.HashMap;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 HashMap 对象 Sites
        HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
        // 添加键值对
        Sites.put(1, "Google");
        Sites.put(2, "Runoob");
        Sites.put(3, "Taobao");
        Sites.put(4, "Zhihu");
        System.out.println(Sites.get(3));
    }
}

　　执行以上代码，输出结果如下：

Taobao

　　

删除元素

我们可以使用 remove(key) 方法来删除 key 对应的键值对(key-value):

// 引入 HashMap 类      
import java.util.HashMap;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 HashMap 对象 Sites
        HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
        // 添加键值对
        Sites.put(1, "Google");
        Sites.put(2, "Runoob");
        Sites.put(3, "Taobao");
        Sites.put(4, "Zhihu");
        Sites.remove(4);
        System.out.println(Sites);
    }
}

　　

执行以上代码，输出结果如下：

{1=Google, 2=Runoob, 3=Taobao}

　　

删除所有键值对(key-value)可以使用 clear 方法：

// 引入 HashMap 类      
import java.util.HashMap;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 HashMap 对象 Sites
        HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
        // 添加键值对
        Sites.put(1, "Google");
        Sites.put(2, "Runoob");
        Sites.put(3, "Taobao");
        Sites.put(4, "Zhihu");
        Sites.clear();
        System.out.println(Sites);
    }
}

　　执行以上代码，输出结果如下：

{}

　　

计算大小

如果要计算 HashMap 中的元素数量可以使用 size() 方法：

// 引入 HashMap 类      
import java.util.HashMap;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 HashMap 对象 Sites
        HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
        // 添加键值对
        Sites.put(1, "Google");
        Sites.put(2, "Runoob");
        Sites.put(3, "Taobao");
        Sites.put(4, "Zhihu");
        System.out.println(Sites.size());
    }
}

　　执行以上代码，输出结果如下：

4

　　

迭代 HashMap

可以使用 for-each 来迭代 HashMap 中的元素。

如果你只想获取 key，可以使用 keySet() 方法，然后可以通过 get(key) 获取对应的 value，如果你只想获取 value，可以使用 values() 方法。

// 引入 HashMap 类      
import java.util.HashMap;

public class RunoobTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 HashMap 对象 Sites
        HashMap<Integer, String> Sites = new HashMap<Integer, String>();
        // 添加键值对
        Sites.put(1, "Google");
        Sites.put(2, "Runoob");
        Sites.put(3, "Taobao");
        Sites.put(4, "Zhihu");
        // 输出 key 和 value
        for (Integer i : Sites.keySet()) {
            System.out.println("key: " + i + " value: " + Sites.get(i));
        }
        // 返回所有 value 值
        for(String value: Sites.values()) {
          // 输出每一个value
          System.out.print(value + ", ");
        }
    }
}

　　

执行以上代码，输出结果如下：

key: 1 value: Google
key: 2 value: Runoob
key: 3 value: Taobao
key: 4 value: Zhihu
Google, Runoob, Taobao, Zhihu,