LeetCode_C++_4.寻找两个正序数组的中位数

在这里插入图片描述
思路:
(1)将两个数组合并成一个大数组,并使用sort()方法对vector容器进行排序,排序后根据数组长度的奇偶来确定大数组的中位数是多少,因为总的来说遍历了两个数组,所以时间复杂度为o(m+n)不符合要求。
(2)采用二分法进行查找中位数
(3)划分数组

(1)o(m+n)

class Solution {
    
    
public:
    double findMedianSortedArrays(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) 
    {
    
    
        int len1 = nums1.size();
        int len2 = nums2.size();
        int len3 = len1 + len2;
        double mid;
        for (int i = len1;i < len1 + len2;i++)
        {
    
    
            nums1.push_back(nums2[i-len1]);
        }

        sort(nums1.begin(),nums1.end());
        if (len3 % 2 == 1)
        {
    
    
            mid = nums1[nums1.size() / 2];
        }
        else
        {
    
    
            double midl = nums1[len3 / 2-1];
            double midr = nums1[len3 / 2 ];
            mid = (midl + midr) / 2;
        }
        return mid;
    }
   
};

在这里插入图片描述
这种思路明显速度太慢的,不能满足时间复杂度为o(log(m+n)) 的目的。

(2)o(log(m+n))
    首先这样的二分查找建立在有序数组的基础上。
    这里大致的思路是,分别找到两个数组中的中间的某个元素,他们两个的前面的元素,有些一定不是中位数,可以删除,再将新的数据进行类似操作,就可以夹逼出处于中间的数。

class Solution {
    
    
public:
    int getKthElement(const vector<int>& nums1, const vector<int>& nums2, int k) {
    
    
        /* 主要思路:要找到第 k (k>1) 小的元素,那么就取 pivot1 = nums1[k/2-1] 和 pivot2 = nums2[k/2-1] 进行比较
         * 这里的 "/" 表示整除
         * nums1 中小于等于 pivot1 的元素有 nums1[0 .. k/2-2] 共计 k/2-1 个
         * nums2 中小于等于 pivot2 的元素有 nums2[0 .. k/2-2] 共计 k/2-1 个
         * 取 pivot = min(pivot1, pivot2),两个数组中小于等于 pivot 的元素共计不会超过 (k/2-1) + (k/2-1) <= k-2 个
         * 这样 pivot 本身最大也只能是第 k-1 小的元素
         * 如果 pivot = pivot1,那么 nums1[0 .. k/2-1] 都不可能是第 k 小的元素。把这些元素全部 "删除",剩下的作为新的 nums1 数组
         * 如果 pivot = pivot2,那么 nums2[0 .. k/2-1] 都不可能是第 k 小的元素。把这些元素全部 "删除",剩下的作为新的 nums2 数组
         * 由于我们 "删除" 了一些元素(这些元素都比第 k 小的元素要小),因此需要修改 k 的值,减去删除的数的个数
         */

        int m = nums1.size();
        int n = nums2.size();
        int index1 = 0, index2 = 0;

        while (true) {
    
    
            // 边界情况
            if (index1 == m) {
    
    
                return nums2[index2 + k - 1];
            }
            if (index2 == n) {
    
    
                return nums1[index1 + k - 1];
            }
            if (k == 1) {
    
    
                return min(nums1[index1], nums2[index2]);
            }

            // 正常情况
            int newIndex1 = min(index1 + k / 2 - 1, m - 1);
            int newIndex2 = min(index2 + k / 2 - 1, n - 1);
            int pivot1 = nums1[newIndex1];
            int pivot2 = nums2[newIndex2];

            if (pivot1 <= pivot2) {
    
    
                k -= newIndex1 - index1 + 1;
                index1 = newIndex1 + 1;
            }
            else {
    
    
                k -= newIndex2 - index2 + 1;
                index2 = newIndex2 + 1;
            }
        }
    }

    double findMedianSortedArrays(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
    
    
        int totalLength = nums1.size() + nums2.size();
        if (totalLength % 2 == 1) {
    
    
            return getKthElement(nums1, nums2, (totalLength + 1) / 2);
        }
        else {
    
    
            return (getKthElement(nums1, nums2, totalLength / 2) + getKthElement(nums1, nums2, totalLength / 2 + 1)) / 2.0;
        }
    }
};

(3)O(logmin(m,n)))
    这里的思路比较抽象,他是寻找两个数组中的分割线,根据不同的数组长度可以找到分割线的规律和对应的中位数长度,再考虑特殊数组下的边界条件,就能找到中位数。

class Solution {
    
    
public:
    double findMedianSortedArrays(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
    
    
        if (nums1.size() > nums2.size()) {
    
    
            return findMedianSortedArrays(nums2, nums1);
        }
        
        int m = nums1.size();
        int n = nums2.size();
        int left = 0, right = m;
        // median1:前一部分的最大值
        // median2:后一部分的最小值
        int median1 = 0, median2 = 0;

        while (left <= right) {
    
    
            // 前一部分包含 nums1[0 .. i-1] 和 nums2[0 .. j-1]
            // 后一部分包含 nums1[i .. m-1] 和 nums2[j .. n-1]
            int i = (left + right) / 2;
            int j = (m + n + 1) / 2 - i;

            // nums_im1, nums_i, nums_jm1, nums_j 分别表示 nums1[i-1], nums1[i], nums2[j-1], nums2[j]
            int nums_im1 = (i == 0 ? INT_MIN : nums1[i - 1]);
            int nums_i = (i == m ? INT_MAX : nums1[i]);
            int nums_jm1 = (j == 0 ? INT_MIN : nums2[j - 1]);
            int nums_j = (j == n ? INT_MAX : nums2[j]);

            if (nums_im1 <= nums_j) {
    
    
                median1 = max(nums_im1, nums_jm1);
                median2 = min(nums_i, nums_j);
                left = i + 1;
            } else {
    
    
                right = i - 1;
            }
        }

        return (m + n) % 2 == 0 ? (median1 + median2) / 2.0 : median1;
    }
};

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/daweq/article/details/129830589