Swift - LeetCode - 多数元素

2024-01-31 16:42:05

在计算机科学中，多数元素问题是一个经典的问题，它要求在给定数组中找到出现次数最多的元素。在编程中，这个问题通常被用作面试题来考察求职者的算法和数据结构知识。

问题

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。

如果数组中存在多数元素，则返回多数元素；否则返回 -1。

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

示例 3：

输入：nums = [1]
输出：1

示例 4：

输入：nums = []
输出：-1

提示：

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

哈希表法

哈希表法是一种经典的解决多数元素问题的方法。它的基本思想是使用一个哈希表来存储数组中出现的元素及其对应的出现次数。然后，遍历哈希表，找到出现次数最大的元素，并将其作为多数元素返回。

func majorityElement(_ nums: [Int]) -> Int {
    var hashTable = [Int: Int]()

    for num in nums {
        hashTable[num, default: 0] += 1
    }

    var maxCount = 0
    var majorityElement = -1

    for (num, count) in hashTable {
        if count > maxCount {
            maxCount = count
            majorityElement = num
        }
    }

    return majorityElement
}

计数排序法

计数排序法也是一种解决多数元素问题的方法。它的基本思想是创建一个大小为数组最大值加 1 的数组，并将数组中每个元素出现的次数存储在这个数组中。然后，遍历这个数组，找到出现次数最大的元素，并将其作为多数元素返回。

func majorityElement(_ nums: [Int]) -> Int {
    let maxValue = nums.max()!
    var countArray = Array(repeating: 0, count: maxValue + 1)

    for num in nums {
        countArray[num] += 1
    }

    var maxCount = 0
    var majorityElement = -1

    for i in 0...maxValue {
        if countArray[i] > maxCount {
            maxCount = countArray[i]
            majorityElement = i
        }
    }

    return majorityElement
}

摩尔投票算法

摩尔投票算法是解决多数元素问题的一种高效算法。它的基本思想是使用两个变量来记录当前的候选多数元素及其出现次数。然后，遍历数组，如果遇到与当前候选多数元素相同的元素，则将其出现次数加 1；否则，将其出现次数减 1。当出现次数减到 0 时，则将当前候选多数元素及其出现次数重置为新遇到的元素。最后，返回当前候选多数元素作为多数元素。

func majorityElement(_ nums: [Int]) -> Int {
    var candidate = -1
    var count = 0

    for num in nums {
        if count == 0 {
            candidate = num
            count = 1
        } else if candidate == num {
            count += 1
        } else {
            count -= 1
        }
    }

    return candidate
}