java数据结构与算法刷题-----LeetCode4:寻找两个正序数组的中位数

java数据结构与算法刷题目录(剑指Offer、LeetCode、ACM)-----主目录-----持续更新(进不去说明我没写完):https://blog.youkuaiyun.com/grd_java/article/details/123063846

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  1. 思路分析
  1. 双指针遍历法,先得到中位数的下标
  2. 比如数组[1,2]和[3,4],合起来是[1,2,3,4]那么中位数的下标就是2和3
  3. 然后用双指针,依次遍历数组,如果数组1的值比数组2的值小,那么记录这个值,然后数组1的下标后移
  4. 反之,数组2的下标后移。直到找到中位数
  5. 需要考虑数组长度不一样的问题,比如[1,2]和[1,2,3],这样的情况,需要遍历完数组1后,只遍历数组2
  6. 最终,找到中位数对应的下标
  1. 代码
    在这里插入图片描述
class Solution {
    //双指针遍历法,先得到中位数的下标
    //  比如数组[1,2]和[3,4],合起来是[1,2,3,4]那么中位数的下标就是2和3
    //然后用双指针,依次遍历数组,如果数组1的值比数组2的值小,那么记录这个值,然后数组1的下标后移
    //反之,数组2的下标后移。直到找到中位数
    //需要考虑数组长度不一样的问题,比如[1,2]和[1,2,3],这样的情况,需要遍历完数组1后,只遍历数组2
    //最终,找到中位数对应的下标
    //时间复杂度O(min(m,n)) ===>> O((m+n)/2) 空间复杂度O(1)
    public static double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) {
        int m = nums1.length;
        int n = nums2.length;
        int mid1 = (m+n)/2;//中位数的位置
        int mid2 = mid1-1;//如果一共偶数个元素的中位数位置有两个
        double chu = 2.0;//最终的除数,如果最终元素个数是偶数需要除2
        if((m+n)%2!=0){//如果是奇数个元素,只有一个中位数,除数是1
            mid2 = -1;//标志不用考虑第二个中位数
            chu = 1;
        }
        int midnum1 = 0;//第一个中位数
        int midnum2 = 0;//第二个中位数,没有就是0
        int nums1Index = 0,nums2Index = 0;//第一个数组和第二个数组的下标
        int num = 0;//辅助变量,记录当前遍历的元素
        for(int i = 0;i<=mid1;i++){//遍历中位数(m+n)/2次
            if(nums2Index>=n || (nums1Index < m && nums1[nums1Index]<=nums2[nums2Index])) {
                num = nums1[nums1Index++];
            }
            else if(nums2Index<n){
                num = nums2[nums2Index++];
            }
            if(i==mid1) midnum1 = num;//如果是中位数就赋值
            if(mid2!=-1 &&i==mid2) midnum2 = num;//如果需要第二个中位数也赋值
        }
        return (midnum1+midnum2)/chu;
    }
    //时间复杂度O(min(m,n))空间复杂度O(1)
    // public double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) {
    //     if (nums1.length > nums2.length) {
    //         return findMedianSortedArrays(nums2, nums1);
    //     }

    //     int m = nums1.length;
    //     int n = nums2.length;
    //     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 ? Integer.MIN_VALUE : nums1[i - 1]);
    //         int nums_i = (i == m ? Integer.MAX_VALUE : nums1[i]);
    //         int nums_jm1 = (j == 0 ? Integer.MIN_VALUE : nums2[j - 1]);
    //         int nums_j = (j == n ? Integer.MAX_VALUE : nums2[j]);

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

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

    //时间复杂度O(max(m,n)),空间复杂度O(m+n)
    // public static double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) {
    //     int m = nums1.length;
    //     int n = nums2.length;
    //     int[] resultArr = new int[m+n];
    //     if(m == 0 || n==0)
    //         mergeTheExcess(resultArr,nums1,nums2,0,0, 0);
    //     else
    //         merge(resultArr,nums1,nums2,0,0,0);
    //     int len = resultArr.length;
    //     if(len%2==0){
    //         int i = resultArr[len/2-1];
    //         int j = resultArr[len/2];
    //         return (i+j)/2.0;
    //     }else{
    //         return resultArr[len/2];
    //     }
    // }

    // private static void merge(int[] resultArr,int[] nums1,int[] nums2,int i,int j,int resultArrIndex){
    //     if(i==nums1.length || j==nums2.length) return;
    //     if(nums1[i]<=nums2[j]){
    //         resultArr[resultArrIndex++] = nums1[i++];
    //         merge(resultArr,nums1,nums2,i,j, resultArrIndex);
    //     }else{
    //         resultArr[resultArrIndex++] = nums2[j++];
    //         merge(resultArr,nums1,nums2,i,j, resultArrIndex);
    //     }
    //     mergeTheExcess(resultArr,nums1,nums2,i,j, resultArrIndex);
    // }
    // private static void mergeTheExcess(int[] resultArr,int[] nums1,int[] nums2,int i,int j,int resultArrIndex){
    //     if(i==nums1.length){
    //         while(j<nums2.length){
    //             resultArr[resultArrIndex++] = nums2[j++];
    //         }
    //     }
    //     if(j==nums2.length){
    //         while(i<nums1.length){
    //             resultArr[resultArrIndex++] = nums1[i++];
    //         }
    //     }
    // }

    //时间复杂度O(log(m+n)),空间复杂度O(1)
    // public double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) {
    //     int length1 = nums1.length, length2 = nums2.length;
    //     int totalLength = length1 + length2;
    //     if (totalLength % 2 == 1) {
    //         int midIndex = totalLength / 2;
    //         double median = getKthElement(nums1, nums2, midIndex + 1);
    //         return median;
    //     } else {
    //         int midIndex1 = totalLength / 2 - 1, midIndex2 = totalLength / 2;
    //         double median = (getKthElement(nums1, nums2, midIndex1 + 1) + getKthElement(nums1, nums2, midIndex2 + 1)) / 2.0;
    //         return median;
    //     }
    // }

    // public int getKthElement(int[] nums1, 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 length1 = nums1.length, length2 = nums2.length;
    //     int index1 = 0, index2 = 0;
    //     int kthElement = 0;

    //     while (true) {
    //         // 边界情况
    //         if (index1 == length1) {
    //             return nums2[index2 + k - 1];
    //         }
    //         if (index2 == length2) {
    //             return nums1[index1 + k - 1];
    //         }
    //         if (k == 1) {
    //             return Math.min(nums1[index1], nums2[index2]);
    //         }
            
    //         // 正常情况
    //         int half = k / 2;
    //         int newIndex1 = Math.min(index1 + half, length1) - 1;
    //         int newIndex2 = Math.min(index2 + half, length2) - 1;
    //         int pivot1 = nums1[newIndex1], pivot2 = nums2[newIndex2];
    //         if (pivot1 <= pivot2) {
    //             k -= (newIndex1 - index1 + 1);
    //             index1 = newIndex1 + 1;
    //         } else {
    //             k -= (newIndex2 - index2 + 1);
    //             index2 = newIndex2 + 1;
    //         }
    //     }
    // }
}

刷题一定要坚持,总结套路,不单单要把题做出来,要举一反三,也要参考别人的思路,学习别人解题的优点,找出你觉得可以优化的点。

  1. 单链表解题思路:双指针、快慢指针、反转链表、预先指针
  1. 双指针:对于单链表而言,可以方便的让我们遍历结点,并做一些额外的事
  2. 快慢指针:常用于找链表中点,找循环链表的循环点,一般快指针每次移动两个结点,慢指针每次移动一个结点。
  3. 反转链表:通常有些题,将链表反转后会更好做,一般选用三指针迭代法,递归的空间复杂度有点高
  4. 预先指针:常用于找结点,比如找倒数第3个结点,那么定义两个指针,第一个指针先移动3个结点,然后两个指针一起遍历,当第一个指针遍历完成,第二个指针指向的结点就是要找的结点
  1. 数组解题思路:双指针、三指针,下标标记
  1. 双指针:多用于减少时间复杂度,快速遍历数组
  2. 三指针:多用于二分查找,分为中间指针,左和右指针
  3. 下标标记:常用于在数组范围内找东西,而不想使用额外的空间的情况,比如找数组长度为n,元素取值范围为[1,n]的数组中没有出现的数字,遍历每个元素,然后将对应下标位置的元素变为负数或者超出[1,n]范围的正数,最后没有发生变化的元素,就是缺少的值。
  1. 栈解题思路:倒着入栈,双栈
  1. 倒着入栈:适用于出栈时想让输出是正序的情况。比如字符串’abc’,如果倒着入栈,那么栈中元素是(c,b,a)。栈是先进后出,此时出栈,结果为abc。
  2. 双栈:适用于实现队列的先入先出效果。一个栈负责输入,另一个栈负责输出。
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