查找重复超过n / 2次的元素
存在一个数组(大小为N),其中元素重复的次数超过N / 2次,并且 的
但是只有一个元素重复的次数超过N / 2次。查找号码。
我可以想到几种方法:
- 天真,将每个数字的计数保留在哈希图中。
- 最简单的方法是对数组排序,第n / 2 + 1个索引处的数字是所需的数字。
- 保留仅找到的连续重复值的计数。分别检查是否交替存储值的模式。
必须想到一个更好的解决方案。
回答:
有一个漂亮的算法可以解决此问题,该算法仅使用恒定的外部空间(O(1))就可以进行两次遍历(总时间O(N))。我有此算法的实现,以及包含正确性证明的注释,
该算法背后的直觉实际上很漂亮。假设您要有一群人,每个人都拿着数组的一个元素。每当两个人发现彼此都不持有相同数组元素的地方时,他们两个就坐下。最终,如果最后有人站着,他们很有可能占多数,您可以检查一下该元素。只要一个元素出现的频率至少为N
/ 2,就可以保证此方法将始终找到多数元素。
为了真正实现该算法,您需要对数组进行线性扫描,并跟踪当前对多数元素是什么的猜测以及迄今为止看到它的次数。最初,这种猜测是不确定的,重复次数为零。当您遍历数组时,如果当前元素与您的猜测相符,则可以增加计数器。如果当前元素与您的猜测不符,则将计数器递减。如果计数器达到零,则将其重置为遇到的下一个元素。您可以将此实现视为上述“在房间里站立”算法的具体实现。每当两个人遇到不同元素时,他们就会抵消(丢弃计数器)。每当两个人具有相同的元素时,他们就不会彼此互动。
为了获得完全的正确性证明,请引用原始文章(更著名的Boyer-Moore字符串匹配算法的Boyer和Moore)以及C ++中的实现,请查看上面的链接。
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