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leetcode.array--4. Median of Two Sorted Arrays

程序员文章站 2024-02-29 17:17:58
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题目:4. Median of Two Sorted Arrays

问题描述:https://leetcode.com/problems/median-of-two-sorted-arrays/description/

大致意思是:从两个升序序列中找到中位数,要求时间复杂度为O(log(m+n))。

去年考研复习的时候,在王道的数据结构中看到过跟这个题目非常相似的问题,只不过当时的题目中两个序列等长,且其对中位数的定义是位于n/2向上取整的位置上的数。

leetcode上的这个题目可以用求两个升序序列的第k小值解决,即元素总数为奇数时,找到第(m+n)/2+1小的数字,元素总数为偶数时,计算第(m+n)/2小的数和第(m+n)/2+1小的数的均值即可。至于如何找到第k小值,可以用递归去找。假设序列A、B的长度为m,n且m,n>k/2,比较A[k/2-1]和B[k/2-1]的大小:若前者小于后者,那么A[0]~A[k/2-1]的值可以抛弃,因为A[k/2-1]不可能大于A、B合并后的第k小值。

如何证明?

我们假设A[k/2-1]大于等于第k小值,不妨假设其为第k+1小值。序列A中至多有k/2-1个元素小于A[k/2-1],又由于A[k/2-1]<B[k/2-1],序列B中同样至多有k/2-1个元素小于A[k/2-1],因此两个序列合并之后至多有k-2个元素小于A[k/2-1],也就是说A[k/2-1]至多是第k-1小值,不会大于第k小值。

当A[k/2-1]大于B[k/2-1]时,结论类似。

当A[k/2-1]==B[k/2-1]时,上面已经计算出比A[k/2-1]小的数有k-2个,也就是说A[k/2-1]和B[k/2-1]分别为第k-1小值和第k小值,即我们想要的结果,此时退出递归即可。

其次,当k/2比序列长度大时,我们取分割位置为两者中较小值即可。

Python:

def getKth(nums1,nums2,k):
    len1,len2=len(nums1),len(nums2)
    if len1>len2:
        return getKth(nums2,nums1,k)
    if len1==0:
        return nums2[k-1]
    if k==1:
        return min(nums1[0],nums2[0])
    pa=min(k//2,len1)
    pb=k-pa
    if nums1[pa-1]<nums2[pb-1]:
        return getKth(nums1[pa:len1],nums2,k-pa)
    elif nums1[pa-1]>nums2[pb-1]:
        return getKth(nums1,nums2[pb:len2],k-pb)
    else:
        return nums1[pa-1]

class Solution(object):
    def findMedianSortedArrays(self, nums1, nums2):
        """
        :type nums1: List[int]
        :type nums2: List[int]
        :rtype: float
        """
        sumn=len(nums1)+len(nums2)
        if sumn&1:
            return getKth(nums1,nums2,sumn//2+1)
        else:
            return (getKth(nums1,nums2,sumn//2+1)+getKth(nums1,nums2,sumn//2))/2


相关标签: python leetcode