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2013年计算机学科专业基础综合试题 - 第41题回答
数据结构
发布于2025年6月26日 18:23
阅读数 22

算法的基本设计思想

本算法旨在寻找一个整数序列中的主元素,即出现次数超过序列长度一半的元素。核心思想是利用**"抵消法"**(或称为候选法、摩尔投票算法 Moore's Voting Algorithm)。

具体步骤如下:

  1. 第一阶段:寻找候选主元素。

    • 初始化两个变量:candidate(候选元素)和 count(计数器)。
    • 遍历整个序列。
    • 如果 count 为 0,则将当前元素设为 candidate,并将 count 设为 1。
    • 如果当前元素与 candidate 相同,则 count 加 1。
    • 如果当前元素与 candidate 不同,则 count 减 1。
    • 核心思想: 如果一个元素是主元素,那么它的出现次数必然超过总数的一半。当它遇到另一个不同的元素时,它们可以“抵消”一次。主元素由于数量优势,在所有抵消完成后仍然能保持 count 为正值,并最终成为 candidate。即使不是主元素,也可能在遍历结束时成为 candidate,但其 count 最终会归零或一个较小的值。
  2. 第二阶段:验证候选主元素。

    • 在第一阶段结束后,我们得到了一个 candidate。但是,这个 candidate 并不一定是主元素。例如,序列 [1, 2, 3]1 可能是 candidate,但它不是主元素。
    • 因此,需要再次遍历整个序列,统计 candidate 元素的实际出现次数 actualCount
    • 如果 actualCount 大于序列长度 n 的一半(即 n / 2),则 candidate 确实是主元素。
    • 否则,序列中不存在主元素。

算法优势: 这种方法只需常数级别的额外空间(用于存储&...

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