每日力扣-961. 在长度2N的数组中找出重复N次的元素(两种常用算法+一种妙妙屋算法)

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目录

题目解读

         关键信息解读

隐藏信息

实例分析

示例一:

示例三:

算法解读

方法一:快慢双指针

方法二:哈希计数法

方法三:随机值法

算法思路

方法一:

方法二:

方法三:

代码实现与解析

方法一:

方法二:

方法三:

算法总结

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题目解读

关键信息解读

• 一共有N+1个不同的元素
• 有一个元素出现了N次
• 数组的长度一定是偶数

隐藏信息

• 给出一个元素出现了N次,且一共有N+1个元素,说明了除了这个元素之外,其他的元素只会出现一次
• 所以我们找到某一个元素出现了两次,这个元素一定会出现N次

实例分析

示例一:

• [1,2,3,3]
• 3元素出现了两次,说明3出现了N次,N = 2,长度为2N = 4

示例三:

• [5,1,5,2,5,3,5,4]
• 5元素出现了两次,说明5元素出现了N次,N=4,长度为2N = 8

算法解读

方法一:快慢双指针

• 快慢双指针算法针对于重复元素的题目都适用,在这道算法题上,快慢双指针虽不是官方解法,但是算法效率中规中矩
• 所以,作为通用方法,是我们重点掌握的一个方法

方法二:哈希计数法

• 哈希计数法作为传统计数法的升级版,代码相对于传统计数来说更加的简单,逻辑更加的清晰,在很多重复元素的题目中也适用
• 但是该算法的缺点也很明显,就是效率太低
• 所以,作为通用方法,还是我们重点掌握的一个方法

方法三:随机值法

• 随机值这个方法首次出现,针对于这类题目有奇效
• 所以作为了解即可

算法思路

方法一:

• 根据slow和fast的定义,初始化并移动我们的快慢指针
• 如果该双指针的位置被错开了,说明一定有一个元素出现了两次
• 直接返回即可

方法二:

• 根据HashSet集合中的add方法,该方法的特点是,如果添加元素成功就返回true,否则返回false
• 根据上面的特性就可以找出出现两次的元素

方法三:

• 创建一个Random类,随机获取下标
• 将这两个下标对应的值进行比较,如果两个下标不一样且对应的元素一样
• 直接返回该元素即可

代码实现与解析

方法一:

class Solution {
    public int repeatedNTimes(int[] nums) {
        // 将数组的长度记录到变量len中
        var len = nums.length;
        // 根据slow和fast的定义,我们这个算法的目的是为了寻找出现两次的元素,所以都初始化为1(不会请看以往力扣题解)
        var slow = 1;
        var fast = 1;
        // 用于保存最终结果的变量
        var target = 0;
        // 对数组进行排序,只有对数组进行排序,相等的两个元素才可以相邻,快慢双指针才可以有效
        Arrays.sort(nums);
        while (fast <= len) {
            // 如果该条件不满足,说明fast指向的元素至少出现了两次,直接赋值退出即可
            // 否则slow++,最后再fast++
            if (nums[slow - 1] != nums[fast]) {
                slow++;
            }else {
                target = nums[fast];
                break;
            }
            fast++;
        }
        return target;
    }
}

方法二:

class Solution {
    public int repeatedNTimes(int[] nums) {
        // 创建对应的Set集合
        var set = new HashSet();
        // 用于存放目标元素
        var target = -1;
        // 遍历该数组,依次将每一个元素放入Set集合中
        for (var n : nums) {
            // 如果add方法返回false,说明该元素已经放进去过了,即这个元素出现了两次
            // 通过逻辑非进入if语句,赋值target并退出即可
            if (!set.add(n)) {
                target = n;
                break;
            }
        }
        return target;
    }
}

 

方法三:

class Solution {
    public int repeatedNTimes(int[] nums) {
        // 先new对应的random类
        var rd = new Random();
        // 用于记录数组长度
        var n = nums.length;
        while (true) {
            // 表示产生一个[0,n)之间的随机值,且返回值是int类型
            var x = rd.nextInt(n);
            var y = rd.nextInt(n);
            // 如果x != y,且对应元素一样,直接返回即可
            // 如果x = y,说明不了其出现了两次
            if (x != y && nums[x] == nums[y]) {
                return nums[x];
            }
        }
    }
}

算法总结

 为什么会出现上面的情况,我来给大家分析一下

• 针对方法一:最坏的情况下要遍历N次(数组长度为2N),而且两个指针都要移动,所以相对耗费的时间比较多
• 针对方法二:如果没有break的情况下,一共会遍历2N次,但是有了break,平均时间复杂度下来了,耗费时间少了
• 针对于方法三:得到第一个重复元素的概率是 N / 2N 第二个重复元素的概率是 (N - 1) / 2N,当N -> ♾️,概率约为1/4,即最多遍历4次就可以找到所有的重复元素,非常的好

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