算法之寻找多元数

package cn.dlb.bim.action;

/*
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].

如题目:

在序列1,3,3,2,3,3,4,3,中3是是多数元素,如何计算出他是多数元素呢?
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。


* */
public class Duoshu {

    private static boolean flag;


    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)return x;
        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;
            return x;
        }
        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;
            return x;
        }
        else{
            flag = false;
            return 0;
        }
    }

    public static void main(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!");
        }

    }
}

  

posted @ 2018-03-01 09:49  霏霏雪无声  阅读(275)  评论(0编辑  收藏  举报