LeetCode.997-找到鎮法官(Find the Town Judge)

這是悅樂書的第373次更新，第400篇原創

01 看題和準備

今天介紹的是LeetCode算法題中Easy級別的第234題（順位題號是997）。在一個城鎮，有N個人從1到N標記。有傳言說其中一個人是祕密的鎮法官。

如果鎮法官存在，那麼：

• 鎮法官不信任任何人。

• 每個人（鎮法官除外）都信任鎮法官。

• 只有一個人滿足前兩條。

給定一個trust數組，一對trust[i] = [a，b]表示被標記爲a的人信任標記爲b的人。

如果鎮法官存在並且可以識別，則返回鎮法官的標籤。否則，返回-1。

例如：

輸入：N = 2，trust = [[1,2]]
輸出：2

輸入：N = 3，trust = [[1,3]，[2,3]]
輸出：3

輸入：N = 3，trust = [[1,3]，[2,3]，[3,1]]
輸出：-1

輸入：N = 3，trust = [[1,2]，[2,3]]
輸出：-1

輸入：N = 4，trust = [[1,3]，[1,4]，[2,3]，[2,4]，[4,3]]
輸出：3

注意：

• 1 <= N <= 1000

• trust.length <= 10000

• trust[i]都是不同的。

• trust[i][0] != trust[i][1]

• 1 <= trust[i][0]，trust[i][1] <= N
  
  

02 第一種解法

將題目翻譯一下就是，法官的被信任次數等於N-1，並且法官不能信任其他人，即法官是trust數組中trust[i][1]出現次數等於N-1的人（被信任次數等於N-1），並且trust[i][0]不等於法官所在的標籤（法官不能信任其他人）。

思路：利用HashMap記錄被信任人出現的次數，找出其中被信任了N-1次的人，然後去trust數組中判斷此人是否有信任過其他人。有種特殊情況是N爲1的時候，trust爲空數組，即只有1個人，那麼這個人就是法官。

public int findJudge(int N, int[][] trust) {
    // 只有1個人的時候，法官就是他本人
    if (N == 1) {
        return N;
    }
    // key爲被信任的人，value爲其被信任的次數
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
    for (int[] arr : trust) {
        map.put(arr[1], map.getOrDefault(arr[1], 0)+1);
    }
    // 找到被信任次數等於N-1的那個人
    int count = -1;
    for (Integer key : map.keySet()) {
        if (map.get(key) == N-1) {
            count = key;
        }
    }
    // 被信任次數等於N-1的人，不能信任其他人
    for (int[] arr : trust) {
        if (arr[0] == count) {
            return -1;
        }
    }
    return count;
}

03 第二種解法

針對第一種解法中的HashMap，我們還可以用int數組進行替換，思路和上面第一種解法一致。

public int findJudge2(int N, int[][] trust) {
    if (N == 1) {
        return N;
    }
    int[] trusted = new int[N+1];
    for (int i=0; i<trust.length; i++) {
        trusted[trust[i][1]]++;
    }
    int count = -1;
    for (int i=0; i<trusted.length; i++) {
        if (trusted[i] == N-1) {
            count = i;
        }
    }
    for (int[] arr : trust) {
        if (arr[0] == count) {
            return -1;
        }
    }
    return count;
}

04 第三種解法

針對第二種解法，我們還可以將其簡化成2個for循環，將統計被信任次數和尋找被信任次數最多的人合在一起處理。

public int findJudge3(int N, int[][] trust) {
    if (N == 1) {
        return N;
    }
    int[] trusted = new int[N+1];
    int count = -1, num = -1;
    for (int i=0; i<trust.length; i++) {
        trusted[trust[i][1]]++;
        if (trusted[trust[i][1]] > count) {
            count = trusted[trust[i][1]];
            num = trust[i][1];
        }
    }
    // 被信任次數要等於N-1
    if (count != N-1) {
        return -1;
    }
    for (int[] arr : trust) {
        if (arr[0] == num) {
            return -1;
        }
    }
    return num;
}

05 第四種解法

我們還可以使用兩個int數組來解，一個數組arr存信任的人，另一個數組arr2存被信任的人，找出被信任次數等於N-1（arr2[i]=N-1）且沒有信任過人（arr[i]=0）的人，他就是法官。

public int findJudge4(int N, int[][] trust) {
    int[] arr = new int[N+1];
    int[] arr2 = new int[N+1];
    for (int i=0; i<trust.length; i++) {
        arr[trust[i][0]]++;
        arr2[trust[i][1]]++;
    }
    for (int j=1; j<arr.length; j++) {
        if (arr[j] == 0 && arr2[j] == N-1) {
            return j;
        }
    }
    return -1;
}

06 小結

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