Description
There are two sorted arrays nums1 and nums2 of size m and n respectively.
Find the median of the two sorted arrays. The overall run time complexity should be O(log (m+n)).
Example 1:
nums1 = [1, 3]
nums2 = [2]
The median is 2.0
Example 2:
nums1 = [1, 2]
nums2 = [3, 4]
The median is (2 + 3)/2 = 2.5
分析
給定兩個(gè)以排序的數(shù)組,要求輸出這兩個(gè)數(shù)組組成的新數(shù)組的中位數(shù)票唆。
如[1,2]和[3],其中位數(shù)為2.[1,2]和[3,4]中位數(shù)為(2+3)/2眶掌。題目的難點(diǎn)在于要求復(fù)雜度不大于O(log (m+n))佃迄。
中位數(shù):中位數(shù)是指一個(gè)可以將一系列數(shù)字串分為長(zhǎng)度相等狠鸳,并且中位數(shù)左邊的數(shù)均不大于右邊的數(shù)耸别。
根據(jù)中位數(shù)的這個(gè)性質(zhì)涮因,我們只要找到一個(gè)數(shù)装盯,使得兩邊的數(shù)子個(gè)數(shù)相同坷虑,并且左邊的不大于右邊的數(shù),即可完成任務(wù)埂奈。
思路
由于給定的兩個(gè)數(shù)組元素相對(duì)大小并不確定迄损,因此數(shù)組元素直接拼接成一個(gè)數(shù)組并不實(shí)際。
我們可以將這兩個(gè)數(shù)組分別劃分账磺,將其分成左右兩部分芹敌,兩個(gè)數(shù)組左邊的部分構(gòu)成一個(gè)新數(shù)組,右邊的構(gòu)成一個(gè)新數(shù)組垮抗。若左邊的元素個(gè)數(shù)正好等于右邊的元素個(gè)數(shù)氏捞,并且左邊的最大數(shù)小于等于右邊的最小數(shù)。這樣我們就找到了中位數(shù)冒版。
設(shè)較長(zhǎng)的數(shù)組為pt1,長(zhǎng)度為n,較短的數(shù)組為pt2液茎,長(zhǎng)度為m,兩個(gè)整數(shù)i辞嗡,j將這兩個(gè)數(shù)組分為兩部分捆等。
設(shè)pt1分割后左邊最大值為l1,右邊最小值為r1续室,pt2分割后左邊最大值為l2栋烤,右邊最小值為r2。
若l1<=r2 && l2<=r1,則此時(shí)滿足中位的條件挺狰。
中位數(shù)等于 [max(l1,l2)+min(r1,r2)]/2明郭。
若l1>r2,則需要減小l1的值,即減小i的值她渴。
若l2>r1,則需要減少l2的值达址,因?yàn)閕+j保持不變,j減小趁耗,i必定增加沉唠。
i與j的幾種邊界條件:
- i==0,此時(shí)短數(shù)組整體大于長(zhǎng)數(shù)組苛败,中位數(shù)位于長(zhǎng)數(shù)組中满葛,且i與j可能是正好需要的分割径簿,但l2不存在(越界),因此將l2賦為最小值嘀韧,保證判斷正確篇亭。
- j==0,此時(shí)長(zhǎng)數(shù)組整體大于短數(shù)組锄贷,中位數(shù)位于長(zhǎng)數(shù)組中译蒂,且i與j可能是所求分割。
- i==2*m谊却,此時(shí)短數(shù)組整體小于長(zhǎng)數(shù)組柔昼,中位數(shù)位于長(zhǎng)數(shù)組中,i與j可能符合要求炎辨,將r2賦最大值保證判斷正確捕透。
- j=2*n,此時(shí)長(zhǎng)數(shù)組整體小于短數(shù)組碴萧,中位數(shù)位于長(zhǎng)數(shù)組中乙嘀,i與j可能符合條件。
分割
對(duì)于數(shù)組進(jìn)行分割破喻,我們一般需要根據(jù)數(shù)組長(zhǎng)度分奇數(shù)虎谢,偶數(shù)兩種情況處理,比較麻煩曹质。簡(jiǎn)單的方法是我們可以通過(guò)虛擬添加'#'符號(hào)的方式是得所有數(shù)組的長(zhǎng)度均為奇數(shù)嘉冒,便于處理。
有趣的是這樣添加虛擬'#'符號(hào)以后咆繁,假設(shè)分割位置為i讳推,則分割后
l=pt[(i-1)/2];
r=pt[i/2];
C語(yǔ)言代碼
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
double findMedianSortedArrays(int* nums1, int nums1Size, int* nums2, int nums2Size)
{
int n,m,i,j,imax,imin,temp,l1,l2,r1,r2;
n=nums1Size;
m=nums2Size; //較短數(shù)組
int *pt1,*pt2;
int maxleft,minright;
float med;
if(m>=n)
{
temp=n;
n=m;
m=temp;
pt1=nums2; //較長(zhǎng)數(shù)組
pt2=nums1; //較短數(shù)組
}
else
{
pt1=nums1;
pt2=nums2;
}
imin=0;
imax=2*m; //虛擬添加'#'分割
while(imin<=imax)
{
i=imin+(imax-imin)/2;
j=m+n-i;
l1=(i==0)? INT_MIN : pt2[(i-1)/2]; //i==0,說(shuō)明,短數(shù)組整體比長(zhǎng)數(shù)組大玩般,說(shuō)明中位數(shù)在長(zhǎng)數(shù)組中银觅,此時(shí),有可能i和j即為符合要求的分割坏为,而此時(shí)l1不存在究驴,因此給l1賦最小數(shù),保證判斷正確匀伏。下面賦最大值也是同樣的考慮洒忧。
l2=(j==0)? INT_MIN : pt1[(j-1)/2]; //j==0,說(shuō)明,長(zhǎng)數(shù)組整體比短數(shù)組大够颠,短數(shù)組整體比長(zhǎng)數(shù)組小熙侍,i需要減小 ,j增加(i減小條件r2<l1)。
r1=(i==2*m)? INT_MAX : pt2[i/2]; //i==2*m蛉抓,說(shuō)明短數(shù)組整體比長(zhǎng)數(shù)組小 庆尘, i需要減小(i減小條件r2<l1)巷送。
r2=(j==2*n)? INT_MAX : pt1[j/2]; //j==2*n,說(shuō)明短數(shù)組整體比長(zhǎng)數(shù)組大驶忌, i需要增加 (增加條件l2>r1)。
if(l1<=r2&&l2<=r1)
{
maxleft=(l1>l2)? l1:l2;
minright=(r1<r2)? r1:r2;
return ((double)maxleft+(double)minright)/2;
}
else if(r2<l1)
imax=i-1;
else
imin=i+1;
}
return -1;
}
int main()
{
int arr1[]={1,3,5,7,8,9};
int arr2[]={10,11,12,13};
int *p1,*p2;
p1=arr1;
p2=arr2;
int med=0;
med=findMedianSortedArrays(p1,6,p2,4);
return 0;
}
參考文獻(xiàn)
[1] https://leetcode.com/problems/median-of-two-sorted-arrays/#/description
[2] https://discuss.leetcode.com/topic/16797/very-concise-o-log-min-m-n-iterative-solution-with-detailed-explanation
[3]https://hk029.gitbooks.io/leetbook/%E4%BA%8C%E5%88%86%E6%9F%A5%E6%89%BE/035.%20Search%20Insert%20Position[M],md
[4]http://blog.csdn.net/hk2291976/article/details/51107778