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2025-12-04

init


题目:

O((m+n)/2)解法,合并数组,不过还能优化(当一个数组已经为空时,可以直接计算中位数)

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#include <vector>
using std::vector;

class Solution {
public:
double findMedianSortedArrays(vector<int> &nums1, vector<int> &nums2)
{
int m = nums1.size(), n = nums2.size();
int last_num;

int mi = 0, ni = 0;
int index = 0;
int total = m + n;
double res = 0;

while (mi < m || ni < n) {
if (mi < m && ni < n) {
if (nums1[mi] < nums2[ni]) {
last_num = nums1[mi++];

} else {
last_num = nums2[ni++];
}
} else if (mi >= m && ni < n) {
last_num = nums2[ni++];

} else if (mi < m && ni >= n) {
last_num = nums1[mi++];
}


if (total % 2 == 0) {
if(index == total / 2 - 1){
res += last_num;
}else if(index == total / 2){
res += last_num;
res = (double) res/2;
break;
}
} else {
if (index == total / 2) {
res = last_num;
break;
}
}
index++;
}
return res;
}
};

二分法:

根据中位数的定义:

  • m+n 是奇数时,中位数是两个有序数组中的第 (m+n+1)/2 个元素
  • m+n 是偶数时,中位数是两个有序数组中的第 (m+n)/2 个元素和第 (m+n)/2+1 个元素的平均值。

因此,这道题可以转化成寻找两个有序数组中的第 k 小的数,其中 k 为 (m+n)/2(m+n)/2+1

核心思想就是:每次删除 k/2 个元素(每次排除 k/2 个不可能的元素)

设:pivot1 = nums1[k/2-1] ,pivot2 = nums2[k/2-1], 比较:pivot1 vs pivot2 , 初始 index1index2 均为0

  • 情况1 : pivot1 <= pivot2

    • 说明:nums1[0...k/2-1] 都不可能是第k小,因为nums1 <= pivot1 的最多 k/2 个, nums2 <= pivot2 的最多 k/2-1 个, 总共 <= k-1

    • 因此:nums1k/2 个全部删除

    • 更新:index1 += k/2, k -= k/2

  • 情况2:pivot2 < pivot1

    • 同理:nums2k/2 个删除
    • 更新:index2 += k/2, k -= k/2

此外有三种边界情况,循环开始先处理边界:

  1. 一个数组已经空了

例如:nums1 = [], nums2 = [1,2,3,4], 第 k 小就是:nums2[k-1]

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if (index1 == m)
return nums2[index2 + k - 1];
if (index2 == n)
return nums1[index1 + k - 1];
  1. k == 1

第1小 = 两数组最小值

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return min(nums1[index1], nums2[index2]);
  1. 正常二分删除

不断减少 k 直到:k == 1

代码:

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#include <vector>
using std::vector;

class Solution {
public:
int getKthElement(const vector<int> &nums1, const vector<int> &nums2, int k)
{
/*
* 主要思路:要找到第 k (k>1) 小的元素,那么就取
* pivot1 = nums1[k/2-1] 和 pivot2 = nums2[k/2-1] 进行比较
* 这里的 "/" 表示整除
* nums1 中小于等于 pivot1 的元素有 nums1[0 .. k/2-2] 共计 k/2-1 个
* nums2 中小于等于 pivot2 的元素有 nums2[0 .. k/2-2] 共计 k/2-1 个
* 取 pivot = min(pivot1, pivot2),两个数组中小于等于 pivot 的元素
* 共计不会超过 (k/2-1) + (k/2-1) <= k-2 个
* 这样 pivot 本身最大也只能是第 k-1 小的元素
* 如果 pivot = pivot1,那么 nums1[0 .. k/2-1] 都不可能是第 k 小的元素。
* 把这些元素全部 "删除",剩下的作为新的 nums1 数组
* 如果 pivot = pivot2,那么 nums2[0 .. k/2-1] 都不可能是第 k 小的元素。
* 把这些元素全部 "删除",剩下的作为新的 nums2 数组
* 由于我们 "删除" 了一些元素(这些元素都比第 k 小的元素要小),因此需要
* 修改 k 的值,减去删除的数的个数
*/

int m = nums1.size();
int n = nums2.size();
int idx1 = 0, idx2 = 0;
int new_idx1, new_idx2, pivot1, pivot2;

while (true) {
// 边界情况
if (idx1 == m)
return nums2[idx2 + k - 1];

if (idx2 == n)
return nums1[idx1 + k - 1];

if (k == 1)
return std::min(nums1[idx1], nums2[idx2]);

// 正常情况
new_idx1 = std::min(idx1 + k / 2 - 1, m - 1);
new_idx2 = std::min(idx2 + k / 2 - 1, n - 1);
pivot1 = nums1[new_idx1];
pivot2 = nums2[new_idx2];

if (pivot1 <= pivot2) {
k -= new_idx1 - idx1 + 1;
idx1 = new_idx1 + 1;
} else {
k -= new_idx2 - idx2 + 1;
idx2 = new_idx2 + 1;
}
}
}

double findMedianSortedArrays(vector<int> &nums1, vector<int> &nums2)
{
int total_len = nums1.size() + nums2.size();
int k, val1, val2;

if (total_len % 2 == 1) { // 奇数
k = (total_len + 1) / 2;
return getKthElement(nums1, nums2, k);
} else { // 偶数
k = total_len / 2;
val1 = getKthElement(nums1, nums2, k);

k = total_len / 2 + 1;
val2 = getKthElement(nums1, nums2, k);

return (val1 + val2) / 2.0;
}
}
};

hot 100 rewrite: 没写出来哈哈哈,这个二分有点难想到