定义:序列中的多数元素是指在一个元素个数为n的序列中,多数元素出现次数大于[n/2].
寻找元素方法很多:
1.可以暴力搜索,将每个元素都与其他元素作比较,然后统计该元素出现的次数,时间复杂度为O(n2);
2.可以先排序,然后再统计每个元素出现的次数,时间复杂度为O(nlogn);
3.可以寻找中间值元素,因为多数元素在序列中必为中间值元素,时间复杂度是O(n);(寻找中间值元素可以运用寻找第k小元素算法:http://www.cnblogs.com/7hat/p/3411756.html)
这里要介绍第4种方法,时间复杂度也是O(n),但是隐藏常数会比寻找中间值的方法要小。
算法基于以下观察:在原序列中去除两个不同的元素后,那么在原序列中的多数元素在新序列中还是多数元素。
算法基本思路:
(1)在寻找多数元素的过程中,将计数器置1,遇到相同元素则计数器加1,遇到不同元素则计数器减1,一直到计数器等于0或遍历完整个序列。由此可见,计数器的值表示当前元素抵消掉不同元素后的出现次数;
(2)当计数器在遍历完整个序列前就已经是0,则忽略掉已经遍历过的元素(可以看作两两抵消不影响序列中的多数元素),跳到下一个元素然后计数器重新置1,重复上述步骤,一直到遍历完整个元素;
(3)当遍历完整个序列后,算法会返回一个值,此时我们还需要检测一次这个值是否真的是多数元素,即遍历统计一次。这一步不可或缺。因为上述两个步骤到了遍历完序列后必将返回一个值,无论序列有无多数元素。此值存在三种情况,第一,它真的是多数元素;第二,它只是序列后面的某个元素刚好抵消完序列;第三,两者皆是。我们必须检测一次。
算法的实现:
基本上和上面思路一样,这里我给出递归代码和迭代代码。需要注意的是,因为有可能不存在多数元素,所以需要一个boolean变量来表示是否找到。
public classmajority{private static booleanflag;private static int candidate(int k, int[] A){//find the candidate may be a majority
int i =k;int x =A[k];int count = 1; //indicates the current element occurrences, after offset different elements
while(i < A.length-1 && count > 0){//remove two different elements, the majority element will not change
i ++;if(A[i] ==x){
count++;
}else{
count--;
}
}//there are three cases of x: x is the majority element or x is the last element or both
if(i == A.length-1)returnx;return candidate(i+1, A);
}public static int findMajority(int[] A){//find the majority
int x = candidate(0, A);int count = 0;for(int i = 0; i < A.length; i ++){//Test whether x is really the majority of elements in the array
if(A[i] ==x){
count++;
}
}if(count > A.length/2){
flag= true;returnx;
}else{
flag= false;return 0;
}
}public static int findMajority1(int[] A){//Iteration
int x = 0;for(int i = 0; i < A.length; i ++){int count = 1;
x=A[i];while(i < A.length-1 && count > 0){
i++;if(A[i] ==x){
count++;
}else{
count--;
}
}
}int count = 0;for(int i = 0; i < A.length; i ++){if(A[i] == x)count ++;
}if(count > A.length/2){
flag= true;returnx;
}else{
flag= false;return 0;
}
}public static voidmain(String[] args){int[] A = {2, 3, 2, 4, 2};int x1 =findMajority(A);if(flag){
System.out.println("Found it: " +x1);
}else{
System.out.println("Not found!");
}int x2 =findMajority1(A);if(flag){
System.out.println("Found it: " +x2);
}else{
System.out.println("Not found!");
}
}
}
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