第一次写文章,希望大家可以给我一点建议、留言,谢谢。
问题:
leetCode问题:求两个有序数组的中位数,时间复杂度要求 O( log(n+m) )
思路
下面是我自己的一种理解(来源于代码),自认为这种理解比较简单。
1.归并思想
这种算法比较容易理解,只需要计算出前面 (n + m + 1)/ 2 个就行了,不需要多说。不过不符合时间复杂度的要求。
2.二分法 / 折半查找
先说一下中位数,中位的把数组分为两个元素数量相等的两部分,并且左边最大值一定 <= 右边最小值。对于这道题,我们假设找到中位数后,一定会出现下面的情况:
红线分开的两边元素个数相等,并且Max( A[i-1], B[j-1 ]) <= Min(A[i], B[j]); i和j是下标
所以,我们完全可以把这个问题转化成:二分法查找有序数组里符合要求的数。
这个要求就是:
(1)两边元素数量各占一半,即 half = (n + m + 1) / 2; // n 和 m 为两个数组的长度。
(2)Max(A[i-1], B[j-1]) <= Min(A[i], B[j]);
条件(1)很好保证: 即令 j = half - i; 这样问题就变成了,在有序数组A中查找元素A[i], 满足条件(2),这样就是对数组A进行二分查找/折半查找,只是判断条件变了而已。
注意:最后结果有四种特殊情况,即数组A全部在左边,或者数组A全部在右边,或者数组B全部在左边,或者数组B全部在右边。
下面附代码: 亲测LeetCode通过
class Solution {
public double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) {
int m = nums1.length;
int n = nums2.length;
if (m == 0 && n == 0) {
return 0.0;
}
if (m > n) {
int[] temp = nums1;
nums1 = nums2;
nums2 = temp;
int tmp = m;
m = n;
n = tmp;
}
int min = 0, max = m;
int half = (m + n + 1) / 2;
while (min <= max) {
int i = (min + max) / 2;
int j = half - i;
if (i < max && nums2[j - 1] > nums1[i]) { //最后的i应该在当前i的右边
min = i + 1;
} else if (i > min && j < n && nums2[j] < nums1[i - 1]) { //最后的i应该在当前i的左边
max = i - 1;
} else {
int maxLeft = 0;
if (i == 0) { // 数组A全部在右边
maxLeft = nums2[j - 1];
} else if (j == 0) { // 数组B全部在右边
maxLeft = nums1[i - 1];
} else {
maxLeft = Math.max(nums1[i - 1], nums2[j - 1]);
}
if ((n + m & 1) == 1) {
return maxLeft;
}
int minRight = 0;
if (i == m) { // 数组A全部在左边
minRight = nums2[j];
} else if (j == n) { // 数组B全部在左边
minRight = nums1[i];
} else {
minRight = Math.min(nums1[i], nums2[j]);
}
return (maxLeft + minRight) / 2.0;
}
}
return 0.0;
}
}
附:代码来源于LeetCode上面,我只是写一下我对代码的理解。
综上:这个算法的时间复杂度为 O( log(Min(n, m)) )。
根据以上的思想,也可以求两个有序数组中的前k个数,只要把上面的half变为k就行。即j = k - i;