数据结构与算法[LeetCode]—两个有序数组合并及找中点问题
2014-04-10 17:21
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题一:Merge Sorted Array
Given two sorted integer arrays A and B, merge B into A as one sorted array.
Note:You may assume that A has enough space (size that is greater or equal to m + n) to hold additional elements from B. The number of elements initialized in A and B are m and n respectively.
分析:
两个有序数组合并是一个典型算法。
如果用B一直向A正向插入,会导致A每次都需要向后挪动的问题,效率很低。
换一个思路:
A和B 均从最后开始比较大小,计算好位置,从后面开始挪动,保证每次比较后,当前值一次挪动到位,不需要多次移动。
代码如下:
class Solution{ public: void merge(int A[],int m,int B[],int n){ int last=m+n-1; int duration=0; //排好序的数目(倒着插入,离最末尾的距离) while(n!=0){ if(m==0){ //A数组已经比较结束,将B剩余数组项全部插入 A[last-duration]=B[n-1]; n--; duration++; continue; } if(B[n-1]>=A[m-1]){ //数组B当前值大,向后插入 A[last-duration]=B[n-1]; n--; duration++; //离末尾index的距离 } else{ //数组A当前值大,向后移动 A[last-duration]=A[m-1]; m--; duration++; } } //n==0 说明B数组已经完全插入A结束 return; } };
题二:Median of Two Sorted Arrays
should be O(log (m+n)).
分析:该题是一个经典题型。更加通用的是找出合并后第K位数的大小。
复杂度为O(m+n),直接两个有序数组合并,然后找出第K位。
需要找出第K位,我们并非需要合并,极大浪费空间。可以直接用计数器K。用pa,pb记录两个数组的当前值,依次进行比较,计数即可。在第K次时就是要找到的数。但是当K->m或n时,复杂度->O(m+n),并非最佳。
可以说前面每次排除的是1位,但是我们可以尝试每次排除第K位前一半值,不断递归缩减两个数组,直到终止条件。A,B有序。前K位是由A,B前K位中的一部分构成。那么比较A和B的第K/2位元素(A[k/2-1],B[k/2-1]),小的那一部分一定会在合并后的前K位。那么,就可以将这一部分数组项去掉(假设有i项),那么在剩下的数组中就可以找合并后的第K-i位。依次递归,临界退出条件如下:
如果A或B为空,返回B[K-1]或A[k-1]
如果K=1,返回 min(A[0],B[0])
如果A[k/2-1
]==B[k/2-1],返回A[k/2-1]或B[k/2-1](注意1:由于k的奇偶问题,k/2+k/2 不一定等于 k,所以临界3中返回的值不一定是所需要的第k位,很可能是第k-1位,需要特殊处理)
(注意2:在本题中k为中点k=(m+n+1)/2 ,但是k/2 很可能大于m或n,出现A[k/2-1]或B[k/2-1]数组越界,那么需要假设A或B总为项数多的一方)
代码如下:
class Solution{ public: double findMedianSortedArrays(int A[],int m,int B[],int n){ if((m+n)%2==0){ //m+n 为偶数 return (find_kth(A,m,B,n,(m+n)/2)+find_kth(A,m,B,n,(m+n)/2+1))/2; //若总数为偶数,返回中间两个数的均值 }else //m+n 为奇数,返回中间数的值 return find_kth(A,m,B,n,(m+n+1)/2); } private: double find_kth(int A[],int m,int B[],int n,int k){ if(m>n) return find_kth(B,n,A,m,k); //考虑到可能m+n的一半大于m,n中的小者,假定B数组长 if(m==0)return B[k-1]; if(n==0)return A[k-1]; if(k==1)return A[0]<=B[0]?A[0]:B[0]; int pa=min(m,k/2),pb=k-pa; //pa 和 pb 在有些时候不等,相差1。例如m=3,n=3,k=3。解决奇偶问题。 if(A[pa-1]==B[pb-1])return A[pa-1]; if(A[pa-1]>B[pb-1]){ return find_kth(A,m,B+pb,n-pb,k-pb); } if(A[pa-1]<B[pb-1]){ return find_kth(A+pa,m-pa,B,n,k-pa); } } };
本文参考:
学习了戴方勤的 项目 https://gitcafe.com/soulmachine/LeetCode 书籍
向牛人致敬!
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