题目:给定两个排序数组,求两个排序数组的中位数,要求时间复杂度为O(log(m+n))
举例:
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
解题思路:
1. 假设nums1.length = m, nums2.length = n; m < n;
2. 若(m + n) % 2 == 0, 表示两数组之和为偶数,应该是有两个中位数,因此最终结果为第9行的代码所示。否则,结果为第7行的代码所示。
3. 为了使得方法的统一,在最初时,对数组进行处理,统一使得传进方法的短数组为nums1,即第14行代码所示。
4. 如果len1-start1 == 0,则表示nums1已经全部加入前k个了,则第k个为nums2[k -1]; 在方法findKth()中的k是一直变化的,初始时,k为两个数组中排序之后的第k个数的位置;k在方法中的真正含义为“还需要找到多少个数才能达到k个”;因此假设nums1.length ==0;,此时len1-start1 == 0, 则中位数就是nums2[k - 1],即在nums1中找到了0个数,还需要找k个数,第k个数就是nums[k - 1];
5. 如果k == 1,则表示前k-1小的数已经找过了,则第k个数肯定是nums1[start1]和nums2[start2]中较小的那个数。
6. 下面接着就是常规的情况:即nums1中包含一部分k,nums2中也包含一部分的k,因此就从每个数组的k/2那里开始比较(也相当于每次都会有一半的数被加入前k个,因此时间复杂度为O(log(m + n))):
采用p1和p2分别记录当前nums1和nums2需要比较的那个位,由于nums1比较短,因此有可能2/k的位置已经超出了nums1的长度,因此nums1还需要做特殊处理,即第19行代码所示;由于p1做了特殊处理,那p2也就要做特殊处理。总之,start1~p1和start2~p2的和一定为k。
1)若nums1[p1 - 1] < nums[p2 - 1],则表明【start1, p1)之间的值在前k个数中;
2)若nums[p1 - 1] > nums2[p2- 1],则表明【start2, p2)之间的值在前k个数中;
3)若两值相等,则表明【start1, p1)+【start2, p2)的个数为k,则结果直接返回其中一个即可。
为什么比较的p1和p2的前一个位的数,而不是p1和p2位置的数呢? 举例说明:假设start1== start2 == 0, 则p1 = Math.min(len1, k / 2); p2 = k - p1,即p1 + p2 == k;;假设p1 = 5, p2 = 7;, 则k = 12; 在数组中nums[5]其实是第6个数,nums[7]其实是第8个数,所以我们比较的是nums1[p1 - 1]与nums2[p2 - 1]的值;
代码如下:
1 public class Solution { 2 public double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) { 3 int len1 = nums1.length; 4 int len2 = nums2.length; 5 int size = len1 + len2; 6 if(size % 2 == 1) 7 return findKth(nums1, 0, len1, nums2, 0, len2, size / 2 + 1); 8 else 9 return (findKth(nums1, 0, len1, nums2, 0, len2, size / 2) + findKth(nums1, 0, len1, nums2, 0, len2, size / 2 + 1)) /2; 10 } 11 public double findKth(int[] nums1, int start1, int len1, int[] nums2, int start2, int len2, int k) 12 { 13 if(len1 - start1 > len2 -start2) // 传进来的时候统一让短的数组为nums1 14 return findKth(nums2, start2, len2, nums1, start1, len1, k); 15 if(len1 - start1 == 0) // 表示nums1已经全部加入前K个了,第k个为nums2[k - 1]; 16 return nums2[k - 1]; 17 if(k == 1) 18 return Math.min(nums1[start1], nums2[start2]); // k==1表示已经找到第k-1小的数,下一个数为两个数组start开始的最小值 19 int p1 = start1 + Math.min(len1 - start1, k / 2); // p1和p2记录当前需要比较的那个位 20 int p2 = start2 + k - p1 + start1; 21 if(nums1[p1 - 1] < nums2[p2 - 1]) 22 return findKth(nums1, p1, len1, nums2, start2, len2, k - p1 + start1); 23 else if(nums1[p1 - 1] > nums2[p2 -1]) 24 return findKth(nums1, start1, len1, nums2, p2, len2, k - p2 + start2); 25 else 26 return nums1[p1 - 1]; 27 28 } 29 }