求兩個等長有序陣列的中位數的logN演算法 分治法
阿新 • • 發佈:2019-01-04
http://blog.csdn.net/yangliuy/article/details/7194199
題目:有兩個長為n的非遞減陣列A和B,把B接在A的後面變成長為2n的陣列C。設計演算法求C的中位數(第n小數)。
思路:O(n)的演算法很容易找到,關鍵是用二分的思想設計logn演算法。這題關鍵是用好a和b陣列中腳標和為定值的元素的大小關係。
直觀想法是:如果中位數在陣列a中,那麼若a[m]<b[n-m-2],此時比a[m]小的數最多隻有n-2個,即a[m]不可能為第n小數,偏小更新左界;若a[m]> b [n-m-1],此時比a[m]小的數至少有n個,a[m]不可能為第n小數,偏大更新右界;若a[m]介於b[n-m-2]與b [n-m-1]則a[m]恰好為第n小數。 中位數在陣列b中的情況類似。
- #include <iostream>
- usingnamespace std;
- int findNthNumber(int a[], int b[], int n){
- int l = 0, r = n -1;
- int m;
- while(l <= r){
- m = (l + r) / 2;
- if(m == n - 1 || a[m] < b[n - m -2]){
- //此時比a[m]小的數最多隻有n-2個,即a[m]不可能為第n小數,偏小更新左界
-
l = m + 1;
- }
- elseif (a[m] < b [n - m - 1]){
- //此時比a[m]小的數恰好有n-1個,a[m]就是第n小數,返回
- return a[m];
- }
- else r = m - 1;//此時比a[m]小的數至少有n個,即a[m]不可能為第n小數,偏大更新右界
- }
- //中位數在b陣列中的情況,和上面類似
- l = 0, r = n -1;
- while(l <= r){
-
m = (l + r) / 2;
- if(m == n - 1 || b[m] < a[n - m -2]){
- l = m + 1;
- }
- elseif (b[m] < a [n - m - 1]){
- return b[m];
- }
- else r = m - 1;
- }
- }
- int main(){
- int a[] = {1, 3, 4, 9, 11, 20, 21};
- int b[] = {2, 7, 8, 10, 70, 76, 79};
- cout<<findNthNumber(a, b, 7)<<endl;
- return 0;
- }
也可以取a[m]與b[n-m-2]中較大的一個,然後與a[m+1]和b[n-m-1]作比較,簡化後的程式碼如下
- #include <iostream>
- usingnamespace std;
- int findNthNumber(int a[], int b[], int n){
- int l = 0, r = n -1;
- int m, tmp;
- while(l <= r){
- m = (l + r) / 2;
- tmp = (a[m] < b [n - m - 2] ? b[n - m - 2] : a[m]);
- //tmp取a[m]與b[n-m-2]中較大的一個,然後與a[m+1]和b[n-m-1]作比較
- if(tmp > b [n - m - 1]){
- r = m - 1;
- }
- elseif(tmp > a [m + 1]){
- l = m + 1;
- }
- elsereturn tmp;
- }
- }
- int main(){
- int a[] = {1, 3, 10, 11, 12, 20, 21};
- int b[] = {2, 7, 8, 9, 70, 76, 79};
- cout<<findNthNumber(a, b, 7)<<endl;
- return 0;
- }