力扣之寻找两个有序数组的中位数(题号4)

题目叙述

给定两个大小为 m 和 n 的有序数组 nums1 和 nums2。

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

你可以假设 nums1 和 nums2 不会同时为空。

示例 1:

nums1 = [1, 3]
nums2 = [2]

则中位数是 2.0
示例 2:

nums1 = [1, 2]
nums2 = [3, 4]

则中位数是 (2 + 3)/2 = 2.5

注:做题之前可以先了解一下中位数

题解

方法一:归并排序
对两个已经排好序的数组nums1和nums2进行归并排序,得到一个新数组,返回新数组的中位数
我最开始选择的归并起点为两个数组的开头(并不好)

public static  double f1(int[] nums1, int[] nums2)
	{
		int[] nums3 = new int [nums1.length + nums2.length];
		int i = 0, j = 0, k = 0;
		
		while(true)
		{
			if(k == nums3.length / 2 + 1)
			{
				if(nums3.length % 2 == 0)
					return (double)(nums3[k - 1] + nums3[k - 2]) / 2;
				else
					return (double)nums3[k - 1];
			}
			if(i == nums1.length)
			{
				for(int p = j; p < nums2.length; p++)
				{
					if(k == nums3.length / 2 + 1)
					{
					if(nums3.length % 2 == 0)
						return (double)(nums3[k - 1] + nums3[k - 2]) / 2;
					else
						return (double)nums3[k - 1];
					}
					nums3[k] = nums2[p];
					k++;
				}
				break;
			}
			if(j == nums2.length)
			{
				for(int p = i; p < nums1.length; p++)
				{
					if(k == nums3.length / 2 + 1)
					{
						if(nums3.length % 2 == 0)
							return (double)(nums3[k - 1] + nums3[k - 2]) / 2;
						else
							return (double)nums3[k - 1];
					}
					nums3[k] = nums1[p];
					k++;
				}
				break;
			}
			if(nums1[i] < nums2[j])
			{
				nums3[k] = nums1[i];
				i++;
				k++;
			}
			else if(nums1[i] > nums2[j])
			{
				nums3[k] = nums2[j];
				j++;
				k++;
			}
			else
			{
				nums3[k] = nums1[i];
				i++;
				k++;
				nums3[k] = nums2[j];
				j++;
				k++;
			}
		}
		if(nums3.length % 2 == 0)
			return (double)(nums3[nums3.length / 2 - 1] + nums3[nums3.length / 2]) / 2;
		else
			return (double)(nums3[(nums3.length - 1) / 2]);
	}

复杂度分析:
1.时间复杂度:O((m+n)/2),会把两个数组遍历一遍
2.空间复杂度:O(m+n),新建了一个长度为m+n的新数组

方法二:递归二分法
https://leetcode-cn.com/articles/median-of-two-sorted-arrays/(这讲解的很好)

### C语言实现合并两个有序数组 在C语言中,可以采用双指针方法来高效地合并两个已排序的数组。这种方法利用了输入数组已经排序的特点,在不额外占用大量空间的情况下完成合并操作。 对于给定的任务——将`nums2`合并入`nums1`并保持其非递减顺序排列,可以从两个数组的有效部分末端开始向前遍历比较,并逐步填充至`nums1`的尾部位置[^5]。 下面展示一段具体的代码示例: ```c void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n){ int end1 = m - 1; // 指向第一个数组最后一个有效元素的位置 int end2 = n - 1; // 指向第二个数组最后一个有效元素的位置 int end = m + n - 1; // 指向合并后数组应放置下一个较大值的位置 while (end1 >= 0 && end2 >= 0) { if (nums1[end1] > nums2[end2]) { nums1[end--] = nums1[end1--]; } else { nums1[end--] = nums2[end2--]; } } // 如果num2还有剩余,则全部复制过来;因为如果此时有任一数组未处理完毕, // 剩下的一定是较小者,而这些较小者的原始位置已经在正确的地方(即nums1前面) while(end2 >= 0){ nums1[end--] = nums2[end2--]; } } ``` 此函数接收五个参数:目标数组`nums1`及其大小`nums1Size`、实际长度`m`;源数组`nums2`及其大小`nums2Size`、实际长度`n`。通过调整索引来避免越界访问的同时完成了两数组的合并工作[^4]。 该算法的时间复杂度为O(m+n),其中m和n分别是两个输入数组的实际长度。这是因为每个元素最多只会被访问一次。此外,由于是在原地修改`nums1`,因此不需要额外的空间开销,除了几个用于追踪进度的变量外[^3]。
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