题目

标题和出处

标题：找出数组中的幸运数

出处：1394. 找出数组中的幸运数

难度

3 级

题目描述

要求

给定一个整数数组 $arr\texttt{arr}$ ，幸运数是在数组中的出现频次和数值相等的整数。

返回数组中的一个幸运数。如果存在多个幸运数，返回最大的那个。如果没有幸运数，返回 $-1\texttt{-1}$ 。

示例

示例 1：

输入： $arr=[2,2,3,4]\texttt{arr = [2,2,3,4]}$
输出： $2\texttt{2}$
解释：数组中唯一的幸运数是 $2\texttt{2}$ ，因为数值 $2\texttt{2}$ 的出现频次也是 $2\texttt{2}$ 。

示例 2：

输入： $arr=[1,2,2,3,3,3]\texttt{arr = [1,2,2,3,3,3]}$
输出： $3\texttt{3}$
解释： $1\texttt{1}$ 、 $2\texttt{2}$ 以及 $3\texttt{3}$ 都是幸运数，只需要返回其中最大的数。

示例 3：

输入： $arr=[2,2,2,3,3]\texttt{arr = [2,2,2,3,3]}$
输出： $-1\texttt{-1}$
解释：数组中不存在幸运数。

示例 4：

输入： $arr=[5]\texttt{arr = [5]}$
输出： $-1\texttt{-1}$

示例 5：

输入： $arr=[7,7,7,7,7,7,7]\texttt{arr = [7,7,7,7,7,7,7]}$
输出： $7\texttt{7}$

数据范围

$1≤arr.length≤500\texttt{1} \le \texttt{arr.length} \le \texttt{500}$
$1≤arr[i]≤500\texttt{1} \le \texttt{arr[i]} \le \texttt{500}$

解法

思路和算法

为了寻找数组中的幸运数，需要遍历数组统计每个整数的出现频次，然后寻找出现频次和数值相等的整数，并返回其中最大的数。

由于数组中的每个整数的出现频次一定是正整数，且数组中的每个元素都是正整数，因此如果幸运数存在，幸运数一定是正整数。

首先遍历数组并使用哈希表记录每个整数的出现频次。得到每个整数的出现频次之后，将幸运数初始化为 $- 1$ ，遍历哈希表寻找最大的幸运数。哈希表中的键对应整数，值对应频次，对于哈希表中的每个键值对，如果键和值相等，则遇到一个幸运数，用该幸运数更新最大幸运数。遍历哈希表结束之后，返回幸运数。

上述做法对于数组中存在幸运数和不存在幸运数的情况都能得到正确的结果：

如果数组中存在幸运数，由于幸运数一定大于 $- 1$ ，每次都维护最大的幸运数，因此遍历哈希表结束之后可以得到最大的幸运数；
如果数组中不存在幸运数，则幸运数的值不会被更新，遍历哈希表结束之后幸运数的值还是 $- 1$ 。

代码

class Solution {public int findLucky(int[] arr) {Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();for (int num : arr) {map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);}int lucky = -1;Set<Integer> set = map.keySet();for (int num : set) {if (num == map.get(num)) {lucky = Math.max(lucky, num);}}return lucky;}
}

复杂度分析

时间复杂度： $O (n)$ ，其中 $n$ 是数组 $arr\textit{arr}$ 的长度。需要遍历数组一次，使用哈希表记录每个整数的出现频次，然后遍历哈希表寻找最大的幸运数，由于哈希表中的键值对个数不超过 $n$ ，因此时间复杂度是 $O (n)$ 。
空间复杂度： $O (n)$ ，其中 $n$ 是数组 $arr\textit{arr}$ 的长度。空间复杂度主要取决于哈希表，哈希表中的键值对个数不超过 $n$ 。