LeetCode 697. Degree of an Array

LeetCode 697. Degree of an Array

Given a non-empty array of non-negative integers nums, the degree of this array is defined as the maximum frequency of any one of its elements.

Your task is to find the smallest possible length of a (contiguous) subarray of nums, that has the same degree as nums.

Example 1:

Input: [1, 2, 2, 3, 1]
Output: 2
Explanation:
The input array has a degree of 2 because both elements 1 and 2 appear twice.
Of the subarrays that have the same degree:
[1, 2, 2, 3, 1], [1, 2, 2, 3], [2, 2, 3, 1], [1, 2, 2], [2, 2, 3], [2, 2]
The shortest length is 2. So return 2.

Example 2:

Input: [1,2,2,3,1,4,2]
Output: 6

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解法一：

先用哈希表hash记录每一个数字出现的次数，找出最高频率maxFreq
然后从哈希表中找出最高频率的数字
计算最高频率的数字在原数组中出现的左右边界
左右边界的间隔+1即为结果

例如：输入vector为1，2，2，3，1，4，2；输出结果为6
根据上述解法得到hash过程如下：
hash[1]=1, maxFreq=1
hash[2]=1, maxFreq=1
hash[2]=2, maxFreq=2
hash[3]=1, maxFreq=2
hash[1]=2, maxFreq=2
hash[4]=1, maxFreq=2
hash[2]=3, maxFreq=3
因此我们可以看到hash[nums[i]] == maxFreq时，nums[i]即为出现频率最高的数字。
接下来就是找最高频率数字的左右边界了，见代码解释即可。

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代码如下：

/*input:1 2 2 3 1 4 2output:6 */#include <iostream>#include <vector>#include <unordered_map>using namespace std;class Solution {public:    int findShortestSubArray(vector<int>& nums) {        unordered_map<int, int> hash;// 哈希表记录每个数字出现的次数        int maxFreq = 0;        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {            hash[nums[i]]++;            maxFreq = max(hash[nums[i]], maxFreq);// 找出最高频率        }        if (maxFreq == 1) return 1;        vector<int> maxFreqNum;// 找出最高频率的数字        for (auto m : hash) {            if (m.second == maxFreq) {                maxFreqNum.push_back(m.first);            }        }        int maxLen = nums.size();// 最大长度结果        for (int i = 0; i < maxFreqNum.size(); i++) {            int minIndex = -1;// 找出最高频率数字在数组中最左边的下标            int maxIndex = -1;// 找出最高频率数字在数组中最右边的下标            int freq = maxFreq;            for (int j = 0; j < nums.size() && freq > 0; j++) {                if (nums[j] == maxFreqNum[i]) {                    freq--;                    if (minIndex == -1) minIndex = j;// minIndex等于-1时，即为最左边位置                    if (freq == 0) maxIndex = j;// freq等于0时，即为最右边位置                }            }            // 更新最大长度结果            if (maxIndex - minIndex + 1 < maxLen) {                maxLen = maxIndex - minIndex + 1;            }        }        return maxLen;    }};int main() {    Solution s;    int n;    cin >> n;    vector<int> nums(n);    for (int i = 0; i < n; i++) {        cin >> nums[i];    }    cout << s.findShortestSubArray(nums) << endl;    return 0;}

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解法二：

采用三个哈希表，一个和解法一一样，记录每个数字出现的次数，一个是每个数字出现的最左边位置，一个是每个数字出现的最右边位置。
由于采用了以空间换时间的方法，故大大降低了时间复杂度。

例如：输入vector为1，2，2，3，1，4，2；输出结果为6
根据上述解法得到hash过程如下：
hash[1]=1, maxFreq=1, hash_left[1]=0, hash_right[1]=0
hash[2]=1, maxFreq=1, hash_left[2]=1, hash_right[2]=1
hash[2]=2, maxFreq=2, hash_left[2]=1, hash_right[2]=2
hash[3]=1, maxFreq=2, hash_left[3]=3, hash_right[3]=3
hash[1]=2, maxFreq=2, hash_left[1]=0, hash_right[1]=4
hash[4]=1, maxFreq=2, hash_left[4]=5, hash_right[4]=5
hash[2]=3, maxFreq=3, hash_left[2]=1, hash_right[2]=6
因此我们可以看到hash[nums[i]] == maxFreq时，nums[i]即为出现频率最高的数字。
接下来就是找最高频率数字的左右边界了，直接利用hash_right[nums[i]] - hash_left[nums[i]] + 1即可

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代码如下：

/*input:1 2 2 3 1 4 2output:6 */#include <iostream>#include <vector>#include <unordered_map>using namespace std;class Solution {public:    int findShortestSubArray(vector<int>& nums) {        unordered_map<int, int> hash;// 哈希表记录每个数字出现的次数        unordered_map<int, int> hash_left;// 哈希表维护每个数组出现的最左位置        unordered_map<int, int> hash_right;// 哈希表维护每个数组出现的最右位置        int maxFreq = 0;        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {            hash[nums[i]]++;            maxFreq = max(hash[nums[i]], maxFreq);// 找出最高频率            if (hash_left.find(nums[i]) == hash_left.end()) {// 为真，即表示该数字还没出现                hash_left[nums[i]] = i;            }            hash_right[nums[i]] = i;        }        if (maxFreq == 1) return 1;        int maxLen = nums.size();        for (auto m : hash) {            if (m.second == maxFreq) {                maxLen = min(maxLen, hash_right[m.first] - hash_left[m.first] + 1);            }        }        return maxLen;    }};int main() {    Solution s;    int n;    cin >> n;    vector<int> nums(n);    for (int i = 0; i < n; i++) {        cin >> nums[i];    }    cout << s.findShortestSubArray(nums) << endl;    return 0;}