问答题 已知一个整数序列A=(a0,a1,…,an-1),其中0≤ai<n(0≤i<n)。若存在ap1=ap2=…=apm=x且m>n/2(0≤pk<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,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】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上述过程,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】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】实现的程序的时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)。    
【答案解析】