一尘不染

5个排序数组的中位数

algorithm

我试图找到5个排序数组中位数的解决方案。这是一次面试的问题。

我能想到的解决方案是合并5个数组,然后找到中位数[O(l + m + n + o + p)]。

我知道对于相同大小的2个排序数组,我们可以在log(2n)中进行。[通过比较两个数组的中位数,然后扔掉每个数组的一半并重复该过程]。..在排序数组中查找中位数可以是恒定时间..所以我认为这不是log(n)吗?..这的时间复杂度是多少?

1]是否有针对5个数组的类似解决方案。如果数组大小相同怎么办,有没有更好的解决方案呢?

2]我假设既然要求5,那么对N个排序的数组会有一些解决方案吗?

感谢您的指导。

我向面试官问了一些澄清/问题:
数组的长度是否相同
=>否,
我想数组的值会重叠
=>是

作为练习,我认为2个数组的逻辑不会扩展。尝试一下:
将上述2个数组的逻辑应用于3个数组:[3,7,9] [4,8,15] [2,3,9] …中位数7,8,3
抛出元素[ 3,7,9] [4,8] [3,9] ..中位数7,6,6
抛出元素[3,7] [8] [9] ..中位数5,8,9 …
抛出元素[7] [8] [9] ..中位数= 8 …这似乎不正确吗?

已排序元素的合并=> [2,3,4,7,8,9,15] =>预期中位数= 7


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2020-07-28

共1个答案

一尘不染

(这是您对两个数组的想法的概括。)

如果您先查看五个数组的五个中位数,则显然总中位数必须介于五个中位数中的最小和最大之间。

证明是这样的:如果a是中位数的最小值,b是中位数的最大值,则每个数组的元素小于a的一半小于元素,而元素大于b的元素小于一半。结果如下。

因此,在包含a的数组中,丢弃小于a的数字;在包含b的数组中,丢弃大于b的数字…但仅丢弃两个数组中相同数量的元素。

也就是说,如果a从其数组的开头是j个元素,而b从其数组的末尾是k个元素,则丢弃a的数组中的第一个min(j,k)个元素和最后一个min(j,k)
)b数组中的元素。

进行迭代,直到总数减少到1或2个元素。

这些操作中的每个操作(即,找到排序数组的中位数并从数组的开头或结尾扔掉k个元素)都是恒定时间。因此,每次迭代都是恒定时间。

每次迭代都会从至少一个数组中丢弃(超过)一半的元素,并且您只能对五个数组中的每个数组进行log(n)次…因此,总体算法为log(n)。

[更新]

正如Himadri Choudhury在评论中指出的那样,我的解决方案是不完整的。有很多细节和烦恼的案例。所以要充实一点…

对于五个数组R中的每一个,将其“较低中位数”定义为R [n / 2-1],将其“较高中位数”定义为R [n /
2],其中n是数组(和数组)中元素的数量从0开始索引,再向下除以2舍入)。

假设“ a”是较低中位数的最小值,而“
b”是较高中位数的最大值。如果存在多个具有最低中位数的数组和/或具有最大中位数最大的数组,请从不同的数组中选择a和b(这是其中一种极端情况)。

现在,借用Himadri的建议:删除所有元素,直到 并包括 一个从它的阵列,和向下的所有元素 ,并包括
b。从它的阵列,小心取出相同数量从两个数组中的元素。注意a和b可以在同一数组中;但是如果是这样,它们就不能具有相同的值,因为否则我们将能够从不同的数组中选择它们之一。因此,如果这一步结束时从同一数组的开头和结尾扔掉元素,就可以了。

只要有三个或更多数组,就进行迭代。但是,一旦您只剩下一两个数组,就必须将策略更改为互斥而不是互斥。您最多只能擦除 但不包括 a,向下擦除 但不包括
b。只要剩余的一个或两个数组都至少具有三个元素,就可以像这样继续操作(确保您有所进步)。

最后,您将减少几种情况,其中最棘手的是剩下两个数组,其中一个数组包含一个或两个元素。现在,如果我问你:“给出一个排序的数组加上一个或两个其他元素,找到所有元素的中位数”,我想你可以在固定时间内做到这一点。(同样,有很多细节需要敲定,但是基本思想是向数组中添加一个或两个元素并不会“将中间值推入”太多。)

2020-07-28