已知一个整数序列A=(a
0
,a
1
,…,a
n+1
),其中0≤a
i
<n(0≤i<n)。若存在a
p1
=a
p2
=…=a
pm
=x且m>n/2(0≤p
k
<n,1≤k≤m),则称x为A的主元素。例如A=(0,5,5,3,5,7,5,5),则5为主元素;又如A=(0,5,5,3,5,1,5,7),则A中没有主元素。假设A中的n个元素保存在一个一维数组中,请设计一个尽可能高效的算法j找出A的主元素。若存在主元素,则输出该元素;否则输出-1。
要求:
问答题
给出算法的基本设计思想。
【正确答案】正确答案:给出算法的基本设计思想: 算法的策略是从前向后扫描数组元素,标记出一个可能成为主元素的元素Num。然后重新计数,确认Num是否是主元素。 算法可分为以下两步: ①选取候选的主元素:依次扫描所给数组中的每个整数,将第一个遇到的整数Num保存到c中,记录Num的出现次数为1;若遇到的下一个整数仍等于Num,则计数加1,否则计数减1;当计数减到0时,将遇到的下一个整数保存到c中,计数重新记为1,开始新一轮计数,即从当前位置开始重复匕述过程,直到扫描完全部数组元素。 ②判断c中元素是否是真正的主元素:再次扫描该数组,统计c中元素出现的次数,若大于n/2,则为主元素;否则,序列中不存在主元素。
【答案解析】
问答题
根据设计思想,采用C或C++或Java语言描述算法,关键之处给出注释。
【正确答案】正确答案:算法实现: int Majority(int A[],int n){ int i,c,count=1;//c用来保存候选主元素,count用来计数 c=A[0];//设置A[0]为候选主元素 for(i=1;i<n;i++)//查找候选主元素 if(A[i]==c) count++;//对A中的候选主元素计数 else if(count>0)//处理不是候选主元素的情况 count--; else{//更换候选主元素,重新计数 C=A[i]; count=1; } if(count>0) for(i=count=0;i<n;i++)//统计候选主元素的实际出现次数 if(A[i]==c) count++; if(count>n/2)return c;//确认候选主元素 else return -1;//不存在主元素 }
【答案解析】
问答题
说明你所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。
【正确答案】正确答案:说明算法复杂性: 程序的时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)。
【答案解析】