美文网首页
Java算法题1:找出两个有序数组的中位数?

Java算法题1:找出两个有序数组的中位数?

作者: 会九卦的兔子 | 来源:发表于2018-07-03 18:01 被阅读0次

    问题描述:

        给定两个大小为 m 和 n 的有序数组nums1 nums2 

        请找出这两个有序数组的中位数。要求算法的时间复杂度为 O(log (m+n)) 。

        示例 1:

            nums1 = [1, 3]

            nums2 = [2]

            中位数是 2.0

        示例 2:

            nums1 = [1, 2]

            nums2 = [3, 4]

        中位数是 (2 + 3)/2 = 2.5

    看到问题我的第一反应就是  融合两个数组再排序, 两数组的合并长度的奇偶来判断具体的位置获取中位数。

    然后就是有了下面的写法1,哈哈(好吧,我承认自己是有点垃圾):

    public static final int[] nums1 = {1,4,7,10,15};

    public static final int[] nums2 = {3,4,5,11,18};

    public static void main(String[] args) {

            solutionOne(nums1, nums2);

    }

    public static void solutionOne(int[] nums1, int[] nums2) {

            // 建立第三个融合数组

            int nums3[] = Arrays.copyOf(nums1, nums1.length + nums2.length);

            System.arraycopy(nums2, 0, nums3, nums1.length, nums2.length);

            // 对数组进行排序

            Arrays.sort(nums3);

            int arrayLen = nums3.length;

            if (arrayLen % 2 == 0) {

                        int centerLen = arrayLen / 2;

                        System.err.print((double)((nums3[centerLen - 1] + nums3[centerLen]) / 2));

            } else {    

                        System.out.println(nums3[arrayLen / 2]);

            }

    }

    然后如果是要求算法的时间复杂度为 O(log (m+n)) 就不能这样了, 跑去查了下

    思路

    其实想下结果就知道最后的中位数 一定是在大于一半数组 和 小于一半数组的中间的,所以用二分法。

    用二分法拆分两个数组nums1, nums2,保证每一次拆分的都是去掉两个数组的一半子数组的

    相对来说 短数组肯定是相对于长数组更早轮训完。

    算法的复杂度为 O(log (m+n)) ,m 为数组A长度, n 为数组B长度。中位数的位置应该是 k = ( m + n ) / 2 +1

    从两个数组整体来看,当长度 L= m + n 是偶数时,要求第 (L / 2) 和第 (L / 2 + 1) 的两个数取均值。

    我们可以砍掉一部分,假设砍掉的部分长度为 length,那么接下来就是在剩下的数组里求第 (k - length) 的数。

    逐层缩小范围,直到两数组其中一个走完,或者要求的是第 1 大的元素,就可以直接返回结果了。

    要找融合数组 C 的第 k 元素,即 C[k-1],那如果我们从 A 和 B 中分别取前 k/2 个元素,其中必然有一部分是

    在数组 C 的前 k 个数里。设 mid = k / 2,当比较两数组第 k / 2位置数值 A[mid - 1] < B[mid - 1] 时,可以断定

     A 的前 mid 个元素是在 C 的前 k 个数里,那么我们则舍弃 A 的前 mid 个元素。反之则舍弃 B 的前 mid 个元素。

    现在数组 A 或者 B 已经舍弃掉 k/2 个元素,缩小查找范围了,不断递归选择下去,直到找到目标元素!

    public static double solutionThrid(int[] A, int[] B) {

            int len = A.length + B.length;

            if(len % 2 != 0 ) {

                    return findKit(A, 0, B, 0 ,(len/2)+1);

            }

            return (findKit(A, 0, B, 0, len/2) + findKit(A, 0, B, 0, len/2+1))/2;

    }

    public static int findKit(int[] A, int siteA, int[] B, int siteB, int k) {

    // 如果A数组的轮训位置到了A的长度,那么B数组剩下的中位数就是结果

            if(siteA >= A.length) {

                    return B[siteB+k-1];

            }

            // 如果B数组的轮训位置到了B的长度,那么A数组剩下的中位数就是结果

            if(siteB >= B.length) {

                    return A[siteA+k-1];

            }

            // 如果轮训到最后取小的值

            if(k==1) {

                    return Math.min(A[siteA], B[siteB]);

            }

            // 取下次的AB轮训位置

            int nextSiteA = siteA + k/2 -1 < A.length?A[siteA+k/2-1]:Integer.MAX_VALUE;

            int nextSiteB = siteB + k/2 -1 < B.length?B[siteB+k/2-1]:Integer.MAX_VALUE;

            if(nextSiteA < nextSiteB) {

                    return findKit(A, siteA+k/2, B, siteB, k-k/2);

            }else {

                    return findKit(A, siteA, B, siteB+k/2, k-k/2);

            }

    }

    官方解答:


    class Solution {

        public double findMedianSortedArrays(int[] A, int[] B) {

            int m = A.length;

            int n = B.length;

            if (m > n) { // to ensure m<=n

                int[] temp = A; A = B; B = temp;

                int tmp = m; m = n; n = tmp;

            }

            int iMin = 0, iMax = m, halfLen = (m + n + 1) / 2;

            while (iMin <= iMax) {

                int i = (iMin + iMax) / 2;

                int j = halfLen - i;

                if (i < iMax && B[j-1] > A[i]){

                    iMin = iMin + 1; // i is too small

                }

                else if (i > iMin && A[i-1] > B[j]) {

                    iMax = iMax - 1; // i is too big

                }

                else { // i is perfect

                    int maxLeft = 0;

                    if (i == 0) { maxLeft = B[j-1]; }

                    else if (j == 0) { maxLeft = A[i-1]; }

                    else { maxLeft = Math.max(A[i-1], B[j-1]); }

                    if ( (m + n) % 2 == 1 ) { return maxLeft; }

                    int minRight = 0;

                    if (i == m) { minRight = B[j]; }

                    else if (j == n) { minRight = A[i]; }

                    else { minRight = Math.min(B[j], A[i]); }

                    return (maxLeft + minRight) / 2.0;

                }

            }

            return 0.0;

        }

    }

    题目: https://leetcode-cn.com/problems/median-of-two-sorted-arrays/solution/

    相关文章

      网友评论

          本文标题:Java算法题1:找出两个有序数组的中位数?

          本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/amcwxftx.html