演算法 堆 求整型中位數

2021-10-04 23:53:50 字數 4783 閱讀 6393

如何得到乙個資料流中的中位數?如果從資料流中讀出奇數個數值,那麼中位數就是所有數值排序之後位於中間的數值。如果從資料流中讀出偶數個數值,那麼中位數就是所有數值排序之後中間兩個數的平均值。

例如,[2,3,4] 的中位數是 3

[2,3] 的中位數是 (2 + 3) / 2 = 2.5

設計乙個支援以下兩種操作的資料結構:

void addnum(int num) - 從資料流中新增乙個整數到資料結構中。

double findmedian() - 返回目前所有元素的中位數。

示例 1:

輸入:[「medianfinder」,「addnum」,「addnum」,「findmedian」,「addnum」,「findmedian」]

[,[1],[2],,[3],]

輸出:[null,null,null,1.50000,null,2.00000]

示例 2:

輸入:[「medianfinder」,「addnum」,「findmedian」,「addnum」,「findmedian」]

[,[2],,[3],]

輸出:[null,null,2.00000,null,2.50000]

限制:最多會對 addnum、findmedia進行 50000 次呼叫。

將資料放到陣列,需要找到中位數的時候排序即可。

o(n)

每次插入時先用二分查詢找到合適位置並插入元素,也就是說每次插入前後都是排好序狀態,這樣中位數就很好找出了。

採用兩個優先順序佇列分別模仿兩個堆,乙個堆為大根堆,另乙個為小根堆。

每次交替向其中乙個堆放元素,並取出堆頂元素放入另乙個堆內。

最終形成的兩個堆內,大根堆的堆頂為靠近中位數的較小值;小根堆的堆頂為中位數或靠近中位數的較大值

class

medianfinder

public

void

addnum

(int num)

else

flip =

1-flip;

}public

double

findmedian()

else

}public

static

void

main

(string[

] args)

}

o(logn)

o(n)

面試時如果直接用priorityqueue面試官可能會不滿意,就是考察你寫堆你特麼給我個封裝好的類?

所以這裡自己實現。

class

medianfinder

public

void

addnum

(int num)

// 3. 將大頂堆堆頂節點推出,即交換大頂堆的堆頂節點好堆尾節點並重新從堆頂自頂向下調整該堆

int tmp = max.

get(0)

; max.

set(

0,max.

get(max.

size()

-1))

; max.

remove

(max.

size()

-1);

adjustmaxheap(0

, max, max.

size()

);// 4. 將大頂堆中最大的元素加入小頂堆

min.

add(tmp)

;// 5. 插入資料後,從該節點的父節點開始自底向上一次調整堆

i = min.

size()

>1?

(min.

size()

-2)/

2:-1

;while

(i >=0)

// 6. 這樣操作一波後,即將元素先加入大頂堆調整後,將最大的元素加入小頂堆並調整

// 此時大頂堆存放最小的那部分元素,小頂堆存放最大的那部分元素

}else

int tmp = min.

get(0)

; min.

set(

0,min.

get(min.

size()

-1))

; min.

remove

(min.

size()

-1);

adjustminheap(0

, min, min.

size()

);max.

add(tmp)

; i = max.

size()

>1?

(max.

size()

-2)/

2:-1

;while

(i >=0)

} even =

!even;

}public

double

findmedian()

else

}/**

* 自頂向下調整大頂堆

*/public

void

adjustmaxheap

(int index, list

nums,

int k)

int tmp = nums.

get(index)

;for

(int i =

2* index+

1; i < k; i =

2* i+1)

if(tmp < nums.

get(i)

)else

} nums.

set(index,tmp);}

/** * 自頂向下調整小頂堆

*/public

void

adjustminheap

(int index, list

nums,

int k)

int tmp = nums.

get(index)

;for

(int i =

2* index+

1; i < k; i =

2* i+1)

if(tmp > nums.

get(i)

)else

} nums.

set(index,tmp);}

}

上乙個版本調整堆全部用的自頂向下的方法,其實插入元素時應該用自底向上調整。

class

medianfinder

public

void

addnum

(int num)

else

even =

!even;

}public

double

findmedian()

else

}/**

* 自頂向下調整大頂堆

*/public

void

adjustmaxheap

(int index, list

nums,

int k)

int tmp = nums.

get(index)

;for

(int i =

2* index+

1; i < k; i =

2* i+1)

if(tmp < nums.

get(i)

)else

} nums.

set(index,tmp);}

/** * 自底向上調整大頂堆

*/public

void

adjustmaxheapup

(int index, list

nums,

int k)

int tmp = nums.

get(index)

;int parent;

while

(index >0)

else

} nums.

set(index,tmp);}

/** * 自頂向下調整小頂堆

*/public

void

adjustminheap

(int index, list

nums,

int k)

int tmp = nums.

get(index)

;for

(int i =

2* index+

1; i < k; i =

2* i+1)

if(tmp > nums.

get(i)

)else

} nums.

set(index,tmp);}

/** * 自底向上調整小頂堆

*/public

void

adjustminheapup

(int index, list

nums,

int k)

int tmp = nums.

get(index)

;int parent;

while

(index >0)

else

} nums.

set(index,tmp);}

}

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