前言
CS50x 是哈佛大学推出的一门知名公开课，本课程是一门计算机科学的导论课程，适合于对计算机科学感兴趣的任何人学习，不需要任何基础。通过学习本课程有助于对计算机科学的体系建立一个基本的概念，其学习内容如下：
Runoff
上篇文章我们总结了 Runoff 投票机制，大概需要以下步骤：
- 读取候选人信息
- 得到未淘汰的候选人的票数，总结为偏好数组
- 判断是否有胜者产生
- 找到最小值
- 判断是否为平局
- 淘汰票数最少的候选人
#include <cs50.h> #include <stdio.h> #include <string.h> // 选民和候选人最大值 #define MAX_VOTERS 100 #define MAX_CANDIDATES 9 // 偏好数组 int preferences[MAX_VOTERS][MAX_CANDIDATES]; typedef struct { string name; int votes; bool eliminated; } candidate; candidate candidates[MAX_CANDIDATES]; // Numbers of voters and candidates int voter_count; int candidate_count; // Function prototypes bool vote(int voter, int rank, string name); void tabulate(void); bool print_winner(void); int find_min(void); bool is_tie(int min); void eliminate(int min); 复制代码
其中着重要注意的就是偏好数组，preference[i][j] 代表第 i 个选民的第 j 个喜欢。
我们可以根据过程写出 main 函数，首先获取用户输入：
int main(int argc, string argv[]) { // Check for invalid usage if (argc < 2) { printf("Usage: runoff [candidate ...]\n"); return 1; } // Populate array of candidates candidate_count = argc - 1; if (candidate_count > MAX_CANDIDATES) { printf("Maximum number of candidates is %i\n", MAX_CANDIDATES); return 2; } for (int i = 0; i < candidate_count; i++) { candidates[i].name = argv[i + 1]; candidates[i].votes = 0; candidates[i].eliminated = false; } voter_count = get_int("Number of voters: "); if (voter_count > MAX_VOTERS) { printf("Maximum number of voters is %i\n", MAX_VOTERS); return 3; } // Keep querying for votes for (int i = 0; i < voter_count; i++) { // Query for each rank for (int j = 0; j < candidate_count; j++) { string name = get_string("Rank %i: ", j + 1); // Record vote, unless it's invalid if (!vote(i, j, name)) { printf("Invalid vote.\n"); return 4; } } printf("\n"); } ... } 复制代码
然后写出主要部分：
// 循环直到赢家产生 while (true) { // 计算剩余候选人的票数 tabulate(); // 检查是否有人胜利 bool won = print_winner(); if (won) { break; } // 找到票数最少的候选人，同时判断是否平局 int min = find_min(); bool tie = is_tie(min); // 如果平局，剩下的所有人都赢了 if (tie) { for (int i = 0; i < candidate_count; i++) { if (!candidates[i].eliminated) { printf("%s\n", candidates[i].name); } } break; } // 淘汰票数最少的候选人 eliminate(min); // 重复该过程 for (int i = 0; i < candidate_count; i++) { candidates[i].votes = 0; } } return 0; 复制代码
分别实现其中的函数部分，首先是 vote 函数，我们只需要检查候选人是否存在即可：
// Record preference if vote is valid bool vote(int voter, int rank, string name) { // TODO for (int i = 0; i < candidate_count; i++) { if (strcmp(candidates[i].name, name) == 0) { preferences[voter][rank] = i; return true; } } return false; } 复制代码
然后是最重要的制表环节，我们需要根据每一个选民的偏好数组找到还未被淘汰的候选人，为其加上一票：
// Tabulate votes for non-eliminated candidates void tabulate(void) { // TODO for (int i = 0; i < voter_count; i++) { for (int j = 0; j < candidate_count; j++) { if (!candidates[preferences[i][j]].eliminated) { candidates[preferences[i][j]].votes++; break; } } } return; } 复制代码
检查是否有赢家产生，得到超过50%的票数：
// Print the winner of the election, if there is one bool print_winner(void) { // TODO for (int i = 0; i < candidate_count; i++) { if (candidates[i].votes > voter_count / 2) { printf("%s\n", candidates[i].name); return true; } } return false; } 复制代码
找到得票最少的候选人：
// Return the minimum number of votes any remaining candidate has int find_min(void) { // TODO int min = voter_count; for (int i = 0; i < candidate_count; i++) { if (candidates[i].votes < min && !candidates[i].eliminated) { min = candidates[i].votes; } } return min; } 复制代码
判断是否平局：
// Return true if the election is tied between all candidates, false otherwise bool is_tie(int min) { // TODO for (int i = 0; i < candidate_count; i++) { if (candidates[i].votes != min && !candidates[i].eliminated) { return false; } } return true; } 复制代码
淘汰得票最少的候选人：
// Eliminate the candidate (or candidates) in last place void eliminate(int min) { // TODO for (int i = 0; i < candidate_count; i++) { if (candidates[i].votes == min && !candidates[i].eliminated) { candidates[i].eliminated = true; } } return; } 复制代码
测试样例
./runoff Alice Bob Charlie Number of voters: 5 Rank 1: Alice Rank 2: Charlie Rank 3: Bob Rank 1: Alice Rank 2: Charlie Rank 3: Bob Rank 1: Bob Rank 2: Charlie Rank 3: Alice Rank 1: Bob Rank 2: Charlie Rank 3: Alice Rank 1: Charlie Rank 2: Alice Rank 3: Bob Alice
