求两个有序数组的中位数
2013-04-30 14:41
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如果有两个有序的数组,都是已经排好序的。那么求它们的中位数应该怎样求呢。如果采用对这两个数组进行排序的方法,最快的时间复杂度也要o(nlogn)的时间。但是,如果采用中位数和顺序统学的方法来寻找,则可以在o(n)的时间内解决这个问题。
我们先寻找每个数组的中位数,因为是排好顺序的数组,因此,可以在o(1)时间内找到。然后,比较这两个数字的大小。如果A的中位数大于B的中位数,则在A的前半个数组和B的后半个数组中寻找,反之,在B的前半个数组和A的后半个数组寻找。根据递归方程,解得时间复杂度是o(n)。
中位数:一组数据中间位置的数,如果是偶数个数,则取中间两个位置数的平均值。
此题两个数组个数一样,那么两个数组的中位数总个数是2*n也就是偶数,中位数一定是中间两个位置的平均数。时间复杂度要求O(logn),则一定要充分利用数组有序的信息。
网上看了很多版本,都是对奇偶数的考虑不全。自己试着编写了一下,发现很多细节很容易忽略。测试考虑的是整数,可以把数组直接全部设置为double类型。如果是整型,要考虑结果类型的强制转换。还有最后递归结束条件只考虑两数组中只剩下一个元素,或者中位数相等的两种情况。大家可以多找几个例子试验下。此代码在VC++6.0上测试过。大家可以自己再测试下,有问题的话欢迎提出。代码如下:
我们先寻找每个数组的中位数,因为是排好顺序的数组,因此,可以在o(1)时间内找到。然后,比较这两个数字的大小。如果A的中位数大于B的中位数,则在A的前半个数组和B的后半个数组中寻找,反之,在B的前半个数组和A的后半个数组寻找。根据递归方程,解得时间复杂度是o(n)。
中位数:一组数据中间位置的数,如果是偶数个数,则取中间两个位置数的平均值。
此题两个数组个数一样,那么两个数组的中位数总个数是2*n也就是偶数,中位数一定是中间两个位置的平均数。时间复杂度要求O(logn),则一定要充分利用数组有序的信息。
网上看了很多版本,都是对奇偶数的考虑不全。自己试着编写了一下,发现很多细节很容易忽略。测试考虑的是整数,可以把数组直接全部设置为double类型。如果是整型,要考虑结果类型的强制转换。还有最后递归结束条件只考虑两数组中只剩下一个元素,或者中位数相等的两种情况。大家可以多找几个例子试验下。此代码在VC++6.0上测试过。大家可以自己再测试下,有问题的话欢迎提出。代码如下:
void sort(int a[], int length) { if(a == NULL || length <=0) return; int i,j,temp; for(i=0;i<length;i++) for(j=1;j<length-i;j++) if(a[j-1]>a[j]) { temp = a[j-1]; a[j-1] = a[j]; a[j] = temp; } } //最后返回结果一定要是double,因为是两个中位数的平均值不一定是整数 double MidNum(int *A,int l1,int r1,int *B,int l2,int r2) { //根据奇偶决定中位数的位置,要保证两个字数组元素个数相等 int mid1,mid2; if( (r1-l1+1)%2==0 ) //偶数时 { mid1=(l1+r1)/2+1; //A取下中位数 mid2=(l2+r2)/2; //B取上中位数 } else //奇数时 { mid1=(l1+r1)/2; mid2=(l2+r2)/2; } if(l1==r1 && l2==r2) //最后两个数组都剩下一个元素 return (double)(A[l1]+B[l2])/2; //最后两个数组都剩下两个元素,而且A[mid1]>B[mid2],底下的情况处理不了,一直递归下去 //如A[6]={1,3,5,6,8,10};B[6]={2,4,7,9,11,15};最后A{6,8},B{4,7} if( r1-l1==1 && r2-l2==1 ) { int c[4]; c[0]=A[l1]; c[1]=A[r1]; c[2]=B[l2]; c[3]=B[r2]; sort(c,4); return (double)(c[1]+c[2])/2; } if(A[mid1]==B[mid2]) return A[mid1]; else if( A[mid1] > B[mid2]) return MidNum(A,l1,mid1,B,mid2,r2); else return MidNum(A,mid1,r1,B,l2,mid2); } int main() { int A[6]={1,3,5,6,8,10}; int B[6]={2,4,6,9,11,15}; double m2=MidNum(A,0,5,B,0,5); cout<<m2<<endl; int A2[10]={17,18,28,37,42,54,63,72,89,96}; int B2[10]={3,51,71,72,91,111,121,131,141,1000}; double m=MidNum(A2,0,9,B2,0,9); cout<<m<<endl; return 0; }
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