一、问题描述:
一个长度为L(L>=1)的升序学列S、,处在第[L/2]个位置的数称为S的中位数。例如,若序列S1=(11,13,15,17,19),则S1的中位数是15,两个序列的中位数是含他们所有元素的升序序列的中位数。例如S2=(2,4,6,8,20),则S1和S2的中位数是11。现在有两个等长升序序列A和B,试设计一个在时间和空间两方面都尽可能高效的算法,找出两个序列A和B的中位数。要求:
- 给出算法的基本设计思想。
- 根据设计思想,采用C或C++或Java语言描述算法,关键之处给出注释。
- 说明你所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。
二、算法思想:
分别求两个升序序列A、B的中位数,设为a和b,求序列A和B的中位数过程如下:
- 若a=b,则a或b即为所求中位数,算法结束。
- 若a<b,则舍弃序列A中较小的一半,同时舍弃序列B中较大的一半,要求两次舍弃的长度相等。
- 若a>b,则舍弃序列A中较大的一半,同时舍弃序列B中较小的一半,要求两次舍弃的长度相等。
在保留的两个升序序列中,重复前面所述过程,直到两个序列中均只含一个元素为止,较小者即为所求的中位数。
三、算法代码:
int M_Search(int A[],int B[],int n)
{
int s1 = 0,d1 = n -1,m1,s2 = 0,d2 = n -1,m2;
//分别表示序列A和B的首位数,末位数和中位数
while(s1 != d1 || s2 != d2)
{
m1 = (s1 + d1) / 2;
m2 = (s2 + d2) / 2;
if(A[m1] == B[m2])
return A[m1]; //满足条件a=b
if(A[m1] < B[]m2) //满足条件a<b
{
if((s1 + d1) % 2 == 0)//若元素个数为奇数
{
s1 = m1;//舍弃A中间点以前的部分且保留中间点
d2 = m2;//舍弃B中间点以后的部分且保留中间点
}
else//元素个数为偶数
{
s1 = m1 + 1;//舍弃A中间点及中间点以前部分
d2 = m2;//舍弃B中间点以后部分且保留中间点
]
}
else//满足条件a>b
{
if((s2 + d2) % 2 == 0)//若元素个数为奇数
{
d1 = m1;//舍弃A中间点以后的部分且保留中间点
s2 = m2;//舍弃B中间点以前的部分且保留中间点
}
else//元素个数为偶数
{
d1 = m1;//舍弃A中间点以后部分且保留中间点
s2 = m2 + 1;//舍弃B中间点及中间点以前部分
}
}
}
return A[s1] < B[s2] ? A[s1]:B[s2];
}
四、算法复杂度:
- 时间复杂度:O(log2n)。
- 空间复杂度:O(1)。