主元素问题

何谓主元素?具体讲,如果一个数组A[1..n]中超过半数的元素都相同时,该数组被称为含有一个主元素。

 (a) 设计一个有效算法,确定该数组中是否含有一个主元素,如果有,找出这个元素。

 (b) 能否给出一个线性时间算法?

注意,该数组的元素之间可能不存在顺序——即不能进行”A[i]<A[j]”的大小判断,但是可以进行是否相等的判断。普通的算法即需要2个for循环,算出每个数字的个数,这比较简单,这里不再给出,时间复杂度为O(n^2)。

解法思想:
其核心思想在于:对于这样一个数组,去除掉任意两个不相等的数,剩下的数中,主元素的出现频率仍然大于50%。

#include <iostream>
using namespace std;

int MajorityElement( int *a, int n)
{
    int k, i;
    int elem;
    k = 1;
    elem = a[0];///假定的主元素
    for( i = 1; i <n; i++ )
    {
        if( a[i] == elem )
        {
            k++;
        }
        else
        {
            k--;
            if( k == 0 )
            {
                k = 1;
                elem = a[i];///更换主元素
            }
        }
    }
    return elem;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
    int a[] = {2, 3, 2, 2, 5, 3, 2, 4, 2, 2};
    cout << "主元素是:" << MajorityElement( a, sizeof( a ) / sizeof( a[0] ) ) << endl;
    return 0;
}


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