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训练3:求两个有序数组的中位数(论思维转换的重要性).md

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####【题目】

给定两个有序数组arr1和arr2,已知两个数组的长度分别为 m1 和 m2,求两个数组中的中位数。要求时间复杂度O(log(m1 + m2))。

####【举例】

例如 arr1 = [1, 3],arr2 = [2].

则中位数为 2.

例如 arr1 = [1,2],arr2 = [3,4].

则中位数是 (2 + 3)/2 = 2.5

####【难度】

解答

这道题和我上两次讲的那两道题是非常相似的,不过这道题比上面两道题要难很多,大家可以先想想怎么做这道题哦。

为什么说它难呢?其实是有原因的,如果两个数组的长度和为奇数的话,那么这道题不难,它比“求两个有序数组的第 K 小数”还简单;难就难在两个数组的长度和为偶数时,这道题的难度顿时上升了。

为什么呢?因为你要求出两个数,然后再来求平均,而且主要,这两个数可能一个数是位于 arr1 数组,而一个数是位于 arr2 数组,这会导致我们的判断逻辑变的很复杂。不信的话,你可以去试试。

那怎么办呢?实际上,这道题我们是可以进行一下转换,就是无论两个数组的长度和是奇数还是偶数,我们都求出第 (m1+m2+1)/2 小数以及第 (m1+m2+2)/2小数,然后求这两个数的平均数,就可以了。这样,我们就屏蔽了奇偶数的影响,会容易了挺多,并且可以利用我们上次写的”求两个有序数组的第 K 小数“来解决,这就是问题转换的重要性,要善于把复杂度的题转化为我们比较熟悉的题,才能举一反三。

代码如下:

    // 由于中位数会受长度是奇偶数的影响,所以我们可以把问题转化为求
    // ((n+m+1)/2+(n+m+2)/2)/2。
    public double findMedianSortedArrays(int[] arr1, int[] arr2) {
        int n = arr1.length;
        int m = arr2.length;
        return (findKth(arr1, arr2,(n+m+1)/2) + findKth(arr1,arr2,(n+m+2)/2)) /2;
    }

    public static int findKth(int[] arr1, int[] arr2, int k) {
        if(arr1 == null || arr1.length < 1)
            return arr2[k-1];
        if(arr2 == null || arr2.length < 1)
            return arr1[k-1];
        // 注意这个函数的参数有7个,上面那个函数的参数只有3个,同名不同函数哈
        return findKth(arr1, 0, arr1.length - 1, arr2, 0, arr2.length - 1, k - 1);
    }

    public static int findKth(int[] arr1, int l1, int r1, int[] arr2, int l2, int r2, int k) {
        // 递归结束条件
        if(l1 > r1)
            return arr2[l2 + k];
        if(l2 > r2)
            return arr1[l1 + k];
        if (k == 0)// 注意,k == 0的结束条件与上面两个结束条件不能颠倒。
            return Math.min(arr1[l1],arr2[l2]);
        int md1 = l1 + k/2 < r1 ? l1 + k/2 : r1;
        int md2 = l2 + k/2 < (r2 - l1) ? l2 + k/2 : r2;
        if(arr1[md1] < arr2[md2])
            return findKth(arr1, md1 + 1, r1, arr2, l2, r2, k - k / 2 - 1);
        else if (arr1[md1] > arr2[md2])
            return findKth(arr1, l1, r1, arr2, md2 + 1, r2, k - k / 2 - 1);
        else
            return arr1[md1];//返回arr2[md2]也可以,一样的。
    }

这三道递归的题可以说是后一道是前一道的进阶,虽然思路上不怎么难,但要实现出来还是有一定的难度,如果你都搞懂了,并且自己把代码写出来了,对你编写代码的能力一定会大大提升。

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