double findMedianSortedArrays(int A[], int m, int B[], int n) {
int total = m + n;
if (total & 0x1)
return findKthSortedArrays(A, m, B, n, total / 2 + 1);
else
return (findKthSortedArrays(A, m, B, n, total / 2) + findKthSortedArrays(A, m, B, n, total / 2 + 1)) / 2;
}
double findKthSortedArrays(int A[], int m, int B[], int n, int k) {
if(m>n)
return findKthSortedArrays(B,n,A,m,k);
if(m==0) return B[k-1];
if(k==1) return min(A[0],B[0]);
int i=min(k/2,m);
int j=k-i;
if(A[i-1]==B[j-1])
return A[i-1];
else if(A[i-1]>B[j-1])
return findKthSortedArrays(A,i,B+j,n-j,k-j);
else
return findKthSortedArrays(A+i,m-i,B,j,k-i);
}
下面是同样的意思:http://codeganker.blogspot.com/2014/02/median-of-two-sorted-arrays-leetcode.html
这道题比较直接的想法就是用Merge Sorted Array这个题的方法把两个有序数组合并,当合并到第(m+n)/2个元素的时候返回那个数即可,而且不用把结果数组存起来。算法时间复杂度是O(m+n),空间复杂度是O(1)。因为代码比较简单,就不写出来了,跟Merge Sorted Array比较类似,大家可以参照这个题目的解法。
接下来我们考虑有没有优化的算法。优化的思想来源于order statistics,在算法导论10.3节中提到。问题等价于求两个array的第k=(m+n)/2(假设m和n分别是两个数组的元素个数)大的数是多少。基本思路是每次通过查看两个数组的第k/2大的数(假设是A[k/2],B[k/2]),如果两个A[k/2]=B[k/2],说明当前这个数即为两个数组剩余元素的第k大的数,如果A[k/2]>B[k/2], 那么说明B的前k/2个元素都不是我们要的第k大的数,反之则排除A的前k/2个,如此每次可以排除k/2个元素,最终k=1时即为结果。总的时间复杂度为O(logk),空间复杂度也是O(logk),即为递归栈大小。在这个题目中因为k=(m+n)/2,所以复杂度是O(log(m+n))。比起第一种解法有明显的提高,代码如下:
public double findMedianSortedArrays(int A[], int B[]) {
if((A.length+B.length)%2==1)
return helper(A,B,0,A.length-1,0,B.length-1,(A.length+B.length)/2+1);
else
return (helper(A,B,0,A.length-1,0,B.length-1,(A.length+B.length)/2)
+helper(A,B,0,A.length-1,0,B.length-1,(A.length+B.length)/2+1))/2.0;
}
private int helper(int A[], int B[], int i, int i2, int j, int j2, int k)
{
int m = i2-i+1;
int n = j2-j+1;
if(m>n)
return helper(B,A,j,j2,i,i2,k);
if(m==0)
return B[j+k-1];
if(k==1)
return Math.min(A[i],B[j]);
int posA = Math.min(k/2,m);
int posB = k-posA;
if(A[i+posA-1]==B[j+posB-1])
return A[i+posA-1];
else if(A[i+posA-1]<B[j+posB-1])
return helper(A,B,i+posA,i2,j,j+posB-1,k-posA);
else
return helper(A,B,i,i+posA-1,j+posB,j2,k-posB);
}
实现中还是有些细节要注意的,比如有时候剩下的数不足k/2个,那么就得剩下的,而另一个数组则需要多取一些数。但是由于这种情况发生的时候,不是把一个数组全部读完,就是可以切除k/2个数,所以不会影响算法的复杂度。
这道题的优化算法主要是由order statistics派生而来,原型应该是求topK的算法,这个问题是非常经典的问题,一般有两种解法,一种是用quick select(快速排序的subroutine),另一种是用heap。 复杂度是差不多的,有兴趣可以搜一下,网上资料很多,topK问题在海量数据处理中也是一个非常经典的问题,所以还是要重视。
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