力扣 寻找两个正序数组的中位数
寻找两个正序数组的中位数
给定两个大小分别为 m 和 n 的正序(从小到大)数组 nums1 和 nums2。请你找出并返回这两个正序数组的 中位数 。
算法的时间复杂度应该为 O(log (m+n)) 。
示例 1:
输入:nums1 = [1,3], nums2 = [2] 输出:2.00000 解释:合并数组 = [1,2,3] ,中位数 2
示例 2:
输入:nums1 = [1,2], nums2 = [3,4] 输出:2.50000 解释:合并数组 = [1,2,3,4] ,中位数 (2 + 3) / 2 = 2.5
提示:
nums1.length == mnums2.length == n0 <= m <= 10000 <= n <= 10001 <= m + n <= 2000-106 <= nums1[i], nums2[i] <= 106
代码
#include <vector>
#include <algorithm> // 用于min函数
using namespace std;class Solution {
private:// 实现找两个数组中第k小的元素(修正后)int getKthNum(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, int k) {int m = nums1.size();int n = nums2.size();int offset1 = 0; // nums1的起始偏移量int offset2 = 0; // nums2的起始偏移量while (true) {// 若nums1已遍历完,直接返回nums2中第k个元素if (offset1 == m) {return nums2[offset2 + k - 1];}// 若nums2已遍历完,直接返回nums1中第k个元素if (offset2 == n) {return nums1[offset1 + k - 1];}// 若k=1,返回两个数组当前起始位置的较小值if (k == 1) {return min(nums1[offset1], nums2[offset2]);}// 计算本次要比较的位置(避免越界)int index1 = min(offset1 + k / 2 - 1, m - 1);int index2 = min(offset2 + k / 2 - 1, n - 1);// 比较两个位置的值,排除较小部分的元素if (nums1[index1] <= nums2[index2]) {// 排除nums1中offset1到index1的元素,更新k和offset1k -= (index1 - offset1 + 1);offset1 = index1 + 1;} else {// 排除nums2中offset2到index2的元素,更新k和offset2k -= (index2 - offset2 + 1);offset2 = index2 + 1;}}}public:// 主函数:计算两个正序数组的中位数double findMedianSortedArrays(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {int total = nums1.size() + nums2.size();if (total % 2 == 1) {// 总元素为奇数,返回中间的元素(第(total+1)/2小)return getKthNum(nums1, nums2, (total + 1) / 2);} else {// 总元素为偶数,返回中间两个元素的平均值int ret1 = getKthNum(nums1, nums2, total / 2);int ret2 = getKthNum(nums1, nums2, total / 2 + 1);return (ret1 + ret2) / 2.0; // 修正笔误:=改为+}}
};
复杂度分析
每次迭代将k减半,最多执行log(m+n)次,因此时间复杂度为O(log(m+n)),满足题目要求。空间复杂度为O(1),仅使用常量额外空间。
常见疑问
- 为什么比较
k/2的位置?
这样可以确保每次至少排除k/2个元素,快速缩小问题规模。 - 如何处理数组越界?
通过min(offset + k/2 -1, 数组长度-1)确保索引有效。 - 为何偶数情况要调用两次函数?
因为中位数由两个数决定,需分别找到第k/2和第k/2+1小的数。
