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要解决给定两个正序数组 nums1 和 nums2,找到它们合并后的中位数的问题,可以采用二分查找的方法,以确保时间复杂度为 O(log(m+n))。以下是详细的思路和步骤:
给定两个有序数组 nums1 和 nums2,要求找到它们合并后的中位数。中位数的定义是:
直接合并两个数组后取中位数的时间复杂度为 O(max(m, n)),这不符合题目要求的 O(log(m + n)) 时间复杂度,因此需要更高效的方法。
采用二分查找的方法来找到合适的切分点,使得两个数组的切分位置满足中位数的条件。具体步骤如下:
为了实现这个思路,我们可以编写一个递归函数 findKth,用于找到第 k 小的数。这个函数通过二分查找来确定在两个数组中的位置,并根据需要调整 k 的值,最终返回第 k 小的数。
public class Solution { public double findMedianSortedArrays(int[] nums1, int[] nums2) { int m = nums1.length; int n = nums2.length; int total = m + n; if (total % 2 != 0) { return findKth(nums1, nums2, total / 2, 0, m - 1, 0, n - 1); } else { int k1 = findKth(nums1, nums2, total / 2, 0, m - 1, 0, n - 1); int k2 = findKth(nums1, nums2, (total / 2) - 1, 0, m - 1, 0, n - 1); return (k1 + k2) / 2.0; } } public static int findKth(int[] nums1, int[] nums2, int k, int aStart, int aEnd, int bStart, int bEnd) { int aLen = aEnd - aStart + 1; int bLen = bEnd - bStart + 1; if (aLen == 0) { return nums2[bStart + k]; } if (bLen == 0) { return nums1[aStart + k]; } if (k == 0) { return nums1[aStart] < nums2[bStart] ? nums1[aStart] : nums2[bStart]; } int aMid = aLen * k / (aLen + bLen); aMid += aStart; int bMid = k - aMid; bMid += bStart; if (nums1[aMid] > nums2[bMid]) { k -= (bMid - bStart + 1); aEnd = aMid - 1; bStart = bMid + 1; } else { k -= (aMid - aStart + 1); bEnd = bMid - 1; aStart = aMid + 1; } return findKth(nums1, nums2, k, aStart, aEnd, bStart, bEnd); }}
findMedianSortedArrays 函数:
findKth 函数:
通过使用二分查找的方法,可以高效地找到两个有序数组合并后的中位数,时间复杂度为 O(log(m + n)),满足题目的要求。这种方法避免了直接合并数组的高时间复杂度,并且能够处理大规模数据。
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