劍指Offer29：數組中出現次數查過一半的數字問題

數組中出現次數超過一半的數字問題

問題描述

數組中有一個數字出現的次數超過數組長度的一半，請找出這個數字。例如輸入一個長度爲9的數組{1、2、3、2、2、2、5、4、2}。由於數字2在數組中出現了5次，超過數組長度的一半，因此輸出2.

問題分析：

 *      如果數組是一個排序數組，那麼很容易找出出現次數超過一半的數字（位於數組中間位置的數字），但是對數組排序的時間複雜度爲o（nlogn），因此並不是最優的解法。
 *      思路一：
 *      基於Partition函數的時間複雜度爲o（n）的解法：
 *          在隨機快速排序算法中，我們先在數組中隨機選擇一個數字，然後調整數組中數字的順序，使得比選中數的數字小的數字都排在它的左邊，比選中數字
 *          大的數字都排在它的右邊。如果這個選中數字的下標剛好是n/2，那麼這個數字就是數組的中位數。如果它的下標大於n/2，那麼中位數應該位於它的左邊，我們
 *          可以直接在它的左邊額部分數組中查找。如果它的下標小於n/2，那麼中位數位於它的右邊。這是一個典型的遞歸過程。

public class Code029 {
    public static void main(String[] args){
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        String[] inLine=sc.nextLine().split(",");
        int len=inLine.length;
        int[] data=new int[len];
        for(int i=0;i<len;i++){
            data[i]=Integer.parseInt(inLine[i]);
        }
//        System.out.print(MoreThanHalfNum(data,len));
        System.out.print(CountAppearTimes(data,len));
    }
    //思路一解法極爲複雜；
    private static int MoreThanHalfNum(int[] data,int length){
        if(CheckInvalidArray(data,length)){
            return 0;
        }
        int middle=length>>1;
        int start=0;
        int end=length-1;
        int index=Partition(data,length,start,end);
        while (index!=middle){
            if(index>middle){
                end=index-1;
                index=Partition(data,length,start,end);
            }else {
                start=index+1;
                index=Partition(data,length,start,end);
            }
        }
        int result=data[middle];
        if(!CheckMoreThanHalf(data,length,result)){
            result=0;
        }
        return result;
    }
    static boolean InputInvalid=false;
    //判斷輸入數組是否合法
    private static boolean CheckInvalidArray(int[] data, int length) {
        InputInvalid=false;
        if(data==null ||length<=0){
            InputInvalid=true;
        }
        return InputInvalid;
    }
    private static boolean CheckMoreThanHalf(int[] data, int length, int number) {
        int times=0;
        for(int i=0;i<length;i++){
            if(data[i]==number){
                times++;
            }
        }
        boolean isMoreThanHalf=true;
        if(times*2<=length){
            InputInvalid=true;
            isMoreThanHalf=false;
        }
        return isMoreThanHalf;
    }

    private static int Partition(int[] data, int length, int start, int end) {
        if(data==null || length<=0 ||end>=length ||start<0){
            return 0;
        }
        //java在某區間產生隨機數的方式
        Random rand=new Random();
        int index=rand.nextInt(end-start+1)+start;
        Swap(data[index],data[end]);
        int small=start-1;
        for(index=start;index<end;index++){
            if(data[index]<data[end]){
                small++;
                if(small!=index){
                    Swap(data[index],data[small]);
                }
            }
        }
        small++;
        Swap(data[small],data[end]);
        return small;
    }

    private static void Swap(int datum, int datum1) {
        int temp=datum;
        datum=datum1;
        datum1=temp;
    }
    //思路二：採用一個hashmap來存儲每一個數字出現的次數
    private static int CountAppearTimes(int[] data, int length){
        int result=0;
        if(data==null || length<=0){
            return 0;
        }
        HashMap<Integer,Integer> map=new HashMap<>();
        for(int i=0;i<length;i++){
            if(map.containsKey(data[i])){
                int value=map.get(data[i]);
                value+=1;
                map.put(data[i],value);
            }else {
                map.put(data[i],1);
            }
        }
        for(int i:map.keySet()){
            if(map.get(i)>length/2){
                result=i;
            }
        }
        return result;
    }
}