LintCode 题解丨阿里巴巴面试原题:两个排序数组的中位数

两个排序的数组A和B分别含有m和n个数,找到两个排序数组的中位数,要求时间复杂度应为O(log (m+n))。

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说明

中位数的定义:

这里的中位数等同于数学定义里的中位数。
中位数是排序后数组的中间值。
如果有数组中有n个数且n是奇数,则中位数为A[(n-1)/2]

A[(n−1)/2]。
如果有数组中有n个数且n是偶数,则中位数为 (A[n / 2] + A[n / 2 + 1]) / 2

(A[n/2]+A[n/2+1])/2.
比如:数组A=[1,2,3]的中位数是2,数组A=[1,19]的中位数是10。
样例1

输入:
A = [1,2,3,4,5,6]
B = [2,3,4,5]
输出: 3.5
样例2

输入:
A = [1,2,3]
B = [4,5]
输出: 3
算法:归并

解题思路

最简单的思路是将两个数组合并,然后返回新数组的中位数。九章算法班中讲过,两个有序数组的合并是经典归并排序算法的一步,我们可以新开一个数组,保存合并后的结果。但是我们这样会做额外的工作,因为我们不必保存整个新数组,只需要知道新数组的中位数即可。
因此,更简便的方法是,使用双指针分别对两个数组遍历,比较两个指针下的元素大小,每次移动更小的指针,通过移动次数确定中位数的位置。
算法流程

令指针p1和p2分别指向两个数组,初始指向位置0。我们需要遍历(m + n)/2 + 1次,每次比较两个位置的元素,在第k次比较时,较小的那个值就是两个数组中第k + 1小的数。如果一个指针已经走到了数组末尾,那么移动另一个指针,否则每次将指向较小数的指针后移,直到遍历到中位数。
为了将奇偶情况合并,在代码中用了left和right保存中间值,如果是奇数直接返回right,如果是偶数就返回(left + right) / 2。
复杂度分析

复杂度分析:
时间复杂度:O(m+n),m和n分别是两个数组的长度。双指针遍历两个数组,指针移动次数是0(m+n)级。

空间复杂度:O(1)。
public class Solution {

/*
 * @param A: An integer array
 * @param B: An integer array
 * @return: a double whose format is *.5 or *.0
 */
public double findMedianSortedArrays(int[] A, int[] B) {
    int m = A.length, n = B.length;
    int p1 = 0, p2 = 0;
    int left = -1, right = -1;
    for (int i = 0; i < (m + n) / 2 + 1; i ++){
        left = right;
        // p2 右移
        if (p1 >= A.length || p2 < B.length && A[p1] > B[p2]){
            right = B[p2++];
        }
        // p1 右移
        else {
            right = A[p1++];
        }
    }
    return (m + n) % 2 == 1 ? right : (left + right) / 2.0;
}

}
二分和快速选择等更多解法见:

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