剑指offer37_数组中出现次数超过一半的数字

数组中出现次数超过一半的数字


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。

假设数组非空,并且一定存在满足条件的数字。

思考题:

  • 假设要求只能使用 O(n) 的时间和额外 O(1) 的空间,该怎么做呢?
数据范围

数组长度 1 , 1000 1,1000 1,1000。

样例
c 复制代码
输入:[1,2,1,1,3]

输出:1
**算法思路 **

** 摩尔投票算法(Moore Voting Algorithm) **

  1. 初始化 :维护一个候选值 val 和计数器 cnt,初始时 val 为任意值(如 -1),cnt 为 0。
  2. 遍历数组 :
    • 如果 cnt 为 0,则将当前数字 x 设为候选值 val,并设置 cnt = 1。
    • 如果当前数字 x 等于候选值 val,则 cnt 加 1。
    • 如果当前数字 x 不等于候选值 val,则 cnt 减 1。
  3. 返回结果 :遍历结束后,val 即为出现次数超过一半的数字。
**关键点: **
  • 摩尔投票算法的核心思想是 "抵消" 。出现次数超过一半的数字,最终一定会保留在 val 中,因为其他数字的出现次数总和不足以完全抵消它。
  • 该算法假设输入数组 一定存在 出现次数超过一半的数字。如果题目不保证这一点,需要额外验证步骤(但本题已保证)。
指标 值 说明
时间复杂度 O(n) 只需遍历数组一次,n 为数组长度。
时间复杂度 O(1) 只使用了常数级别的额外空间(val 和 cnt)。

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int moreThanHalfNum_Solution(vector<int>& nums) {
        int val = -1, cnt = 0;
        for(auto x : nums)
        {
            if(!cnt) val = x, cnt = 1;
            else 
            {
                if(val == x) cnt ++;
                else cnt --;
            }
        }
        
        return val;
    }
};
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