揭开LeetCode多数元素谜团：JavaScript算法指南

2024-01-23 22:30:57

JavaScript 中的 LeetCode 多数元素问题：深入浅出的解决方案指南

前言

对于算法初学者和前端开发人员而言，LeetCode 的多数元素问题一直是他们探索编程世界的试金石。它测试着我们解决复杂问题和掌握数据结构和算法基本原理的能力。在这篇指南中，我们将深入探讨用 JavaScript 解决多数元素问题的独特方法，让你在这场算法竞赛中脱颖而出。

什么是多数元素？

在讨论解法之前，我们先来了解一下多数元素的概念。在一个数组中，如果某个元素出现的次数超过数组长度的一半，那么它就被称为多数元素。例如，在数组 [2,2,1,1,3,2] 中，2 就是多数元素，因为它出现了 3 次，超过了数组长度（6）的一半。

JavaScript 解决方案

1. Boyer-Moore 投票算法

Boyer-Moore 投票算法是一种巧妙而高效的算法，用于找出多数元素。它的工作原理是：

初始化两个变量：候选元素（candidate）和计数（count），分别为 0。
遍历数组：对于数组中的每个元素：
- 如果 candidate 为 0，将当前元素设为 candidate。
- 否则，如果当前元素与 candidate 相同，则递增 count；否则，递减 count。
验证候选元素：遍历结束后，如果 count 大于 0，则 candidate 是多数元素。
确认多数元素：为了确认 candidate 是否是真正的多数元素，需要再次遍历数组并计算它的出现次数。如果出现次数超过数组长度的一半，则 candidate 是多数元素。

2. 计数方法

计数方法是一种更直接的解决方案：

初始化一个哈希表：用于存储元素及其出现的次数。
遍历数组：对于数组中的每个元素，将其添加到哈希表中，并递增对应的次数。
查找最大次数：遍历哈希表，找到出现次数最多的元素。
确认多数元素：如果最大次数超过数组长度的一半，则该元素是多数元素。

JavaScript 代码实现

1. Boyer-Moore 投票算法

function majorityElementBoyerMoore(nums) {
  let candidate = 0;
  let count = 0;

  for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
    if (count === 0) {
      candidate = nums[i];
      count = 1;
    } else if (candidate === nums[i]) {
      count++;
    } else {
      count--;
    }
  }

  // 验证候选元素
  count = 0;
  for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
    if (candidate === nums[i]) {
      count++;
    }
  }
  return count > Math.floor(nums.length / 2) ? candidate : -1;
}

2. 计数方法

function majorityElementCount(nums) {
  const countMap = {};

  for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
    if (!countMap[nums[i]]) {
      countMap[nums[i]] = 0;
    }
    countMap[nums[i]]++;
  }

  let maxCount = 0;
  let majorityElement;
  for (const element in countMap) {
    if (countMap[element] > maxCount) {
      maxCount = countMap[element];
      majorityElement = element;
    }
  }

  return maxCount > Math.floor(nums.length / 2) ? majorityElement : -1;
}