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  • 4. Median of Two Sorted Arrays

    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)).

    You may assume nums1 and nums2 cannot be both empty.

    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


    第一种方法:只讨论m + n 为奇数的情况(偶数基本相同),则我们要找出一个数v满足在nums1,nums2 所有比v小的个数为less_num =(m + n + 1) / 2 个, 设start1, end1为nums1 需要考察的区间
    start2, end2为nums2需要考察的区间, 每次考察(end1 - start1 + 1) = (end2 - start2 + 1) = ceil(less_num / 2).如果nums1[end1] < nums2[end2] 则 我们要的值不可能出现在
    nums1区间[start1, end1]中, 更新less_num -= (end - start + 1), start1 = end1 + 1, end1 = start1 + ceil(less_num / 2) - 1, start2 不变,
    end2 = start2 + ceil(less_num / 2) - 1. 以此类推nums2[end2] < nums1[end1]的情况, 每次less_num都减半,直到less_num = 0找到所求, 时间复杂度为o(log(m + n))
     1 class Solution {
     2     
     3     public double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) {
     4         int m = nums1.length, n = nums2.length;
     5         int mid = (m + n) / 2 + (m + n) % 2;
     6         int pos1 = -1, pos2 = -1;
     7         while (mid > 0) {
     8             int temp = mid / 2 + mid % 2;
     9             if (pos2 + temp >= n || 
    10                 (pos1 + temp < m && nums1[pos1 + temp] < nums2[pos2 + temp])) {
    11                 pos1 += temp;
    12             } else {
    13                 pos2 += temp;
    14             }
    15             mid -= temp;
    16         }
    17         
    18         
    19         
    20         double ans = 0;
    21         if (pos2 == -1 || (pos1 != -1 && nums1[pos1] >= nums2[pos2])) {
    22             ans = nums1[pos1];
    23         } else {
    24             ans = nums2[pos2];
    25         }
    26         if ((m + n) % 2 == 0) {
    27             double  temp;
    28             if (pos2 + 1 >= n || 
    29                 (pos1 + 1 < m && nums1[pos1 + 1] < nums2[pos2 + 1]))
    30                 temp = nums1[pos1 + 1];
    31             else {
    32                 temp = nums2[pos2 + 1];
    33             }
    34             ans = (ans + temp) / 2 ;
    35         }
    36         return ans;
    37         
    38     }
    39 }
    View Code

      第二种方法为solution中的做法,我就简单用自己的语言说说

    首先把两个数组分成两个集合

              left_part          |        right_part
        A[0], A[1], ..., A[i-1]  |  A[i], A[i+1], ..., A[m-1]
        B[0], B[1], ..., B[j-1]  |  B[j], B[j+1], ..., B[n-1]
    假设m + n 是偶数,我们的目标就是找出满足 i + j = m - i + n - j(即两个集合元素个数相同), left_part最大的元素maxleft <= minright(right_part最小的元素)的 i 和 j,
    找出以后 求出maxleft 和minright (maxleft + minright) / 2 为所求中位数
    下面两份代码,第一份是自己看一遍题解写出的代码,第二份是学习题解代码写的代码。
     1 class Solution {
     2     
     3     public double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) {
     4         if (nums1.length > nums2.length) {
     5             int []temp = nums1;
     6             nums1 = nums2;
     7             nums2 = temp;
     8         }
     9         
    10         int m = nums1.length, n = nums2.length;
    11         if (m == 0) {
    12             if (n % 2 == 1) {
    13                 return nums2[n / 2];
    14             } else {
    15                 return (nums2[n / 2 - 1] + nums2[n / 2]) / 2.0;
    16             }
    17         }
    18         int l = 0, r = m, i = 0, j;
    19         while (l < r) {
    20             i = (l + r) / 2;
    21             j = (m + n) / 2 - i;
    22             
    23             if (i < m && nums2[j - 1] > nums1[i]) {
    24                 l = i + 1;
    25                 i = i + 1;
    26                 continue;
    27             }
    28             if (i > 0 && nums1[i - 1] > nums2[j]) {
    29                 r = i - 1;
    30                 i = i - 1;
    31                 continue;
    32             }
    33             break;
    34         }
    35         
    36         j = (m + n) / 2 - i;
    37         double ans = 0;
    38         if ((m + n) % 2 == 1) {
    39             if (i == m) {
    40                 ans = nums2[j];
    41             } else if (j == n) {
    42                 ans = nums1[i];
    43             } else {
    44                 ans = Math.min(nums1[i], nums2[j]);
    45             }
    46             
    47         } else {
    48             System.out.println(i);
    49             if (i == 0) {
    50                 if (j == n) ans = (nums2[j - 1] + nums1[i]) / 2.0; 
    51                 else ans = (nums2[j - 1] + Math.min(nums1[i], nums2[j])) / 2.0 ;
    52             } else if (j == 0) {
    53                 System.out.println((nums1[i - 1] + nums2[j]) / 2.0);
    54                 if (i == m) ans = (nums1[i - 1] + nums2[j]) / 2.0;
    55                 else ans = (nums1[i - 1] + Math.min(nums1[i], nums2[j])) / 2.0;
    56             } else {
    57                 ans = Math.max(nums1[i - 1], nums2[j - 1]);
    58                 double temp;
    59                 if (i == m) {
    60                     temp = nums2[j];
    61                 } else if (j == n) {
    62                     temp = nums1[i];
    63                 } else {
    64                     temp = Math.min(nums1[i], nums2[j]);
    65                 }
    66                 ans = (ans + temp) / 2.0;
    67             }
    68         }
    69         return ans;
    70         
    71     }
    72 }
    View Code
     1 class Solution {
     2     
     3     public double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) {
     4         if (nums1.length > nums2.length) {
     5             int []temp = nums1;
     6             nums1 = nums2;
     7             nums2 = temp;
     8         }
     9         
    10         int m = nums1.length, n = nums2.length;
    11         
    12         int l = 0, r = m, i = 0, j;
    13         while (l <= r) {
    14             i = (l + r) / 2;
    15             j = (m + n) / 2 - i;
    16             
    17             if (i < r && nums2[j - 1] > nums1[i]) {
    18                 l = i + 1;
    19                 
    20             } else if (i > l && nums1[i - 1] > nums2[j]) {
    21                 r = i - 1;
    22                 
    23             } else {
    24                 
    25                 int minright = 0;
    26                 if (i == m) {
    27                     minright = nums2[j];
    28                 } else if (j == n) {
    29                     minright = nums1[i];
    30                 } else {
    31                     minright = Math.min(nums1[i], nums2[j]);
    32                 }
    33                 if ((m + n) % 2 == 1) return minright;
    34                 
    35                 int maxleft = 0;
    36                 if (i == 0) {
    37                    
    38                     maxleft = nums2[j - 1];
    39                 } else if (j == 0) {
    40                     maxleft = nums1[i - 1];
    41                 } else {
    42                     
    43                     maxleft = Math.max(nums1[i - 1], nums2[j - 1]);
    44                 }
    45                 
    46                 return (maxleft + minright) / 2.0;
    47             }
    48             
    49         }
    50         
    51         return 0.0;
    52     
    53         
    54         
    55        
    56         
    57     }
    58 }
    View Code
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