寻找两个有序数组的中位数
题目描述：
给定两个大小为 m 和 n 的有序数组 nums1 和 nums2。
请你找出这两个有序数组的中位数，并且要求算法的时间复杂度为 O(log(m + n))。
你可以假设 nums1 和 nums2 不会同时为空。
示例 1:
nums1 = [1, 3]
nums2 = [2]
则中位数是 2.0
示例 2:
nums1 = [1, 2]
nums2 = [3, 4]
则中位数是 (2 + 3)/2 = 2.5
题目解答：
方法1：暴力法
重新申请一个m + n长的数组，将两个数组的元素按从小到大的顺序放到新数组中，然后直接求中位数，但时间复杂度为O(m + n)，不符合题目要求。运行时间也可以到达最快24ms，代码如下。
1 double findMedianSortedArrays(int* nums1, int nums1Size, int* nums2, int nums2Size) { 2 int m = nums1Size, n = nums2Size; 3 int* t = (int*)malloc((m + n) * sizeof(int)); 4 int i = 0, j = 0, index = 0; 5 int left = 0, right = 0; 6 double result = 0; 7 while(index < m + n) { 8 left = (i < m ? nums1[i] : INT_MAX); 9 right = (j < n ? nums2[j] : INT_MAX); 10 if(left < right) 11 t[index++] = nums1[i++]; 12 else 13 t[index++] = nums2[j++]; 14 } 15 if((m + n) & 1) 16 result = t[(m + n) / 2]; 17 else 18 result = (t[(m + n) / 2] + t[(m + n) / 2 - 1]) / 2.0 ; 19 free(t); 20 return result; 21 }
方法2：二分查找
易知二分法或者二叉树相关算法的时间复杂度为O(log(n))，而题目要求O(log(m + n))，则可能会用到其中一个，没有二叉树，所以本题可能就是用二分法。问题就是确定子问题。
根据中位数的定义，中位数的左右两侧数字个数相同，且其左边的数字比其小，右边的数字比其大。构造两个子集，分别是左右子集，假定取nums1中的前i (i ∈[0, m])个放在左子集，nums2的前j (j ∈[0, n])个放在左子集，此时左子集数字个数为i + j，右子集数字个数为m + n - i - j。关系是：
| i与j关系 |
m + n情况 |
中位数 |
| i + j = m + n - i - j |
m + n 为偶数 |
中位数为左侧最大值与右侧最小值的平均值， (max_left + min_right) / 2 |
| i + j = m + n + 1 - i - j |
m + n 为奇数 |
中位数放在左子集，即左侧最大值 max_left |
假设我们遍历 i，偶数时为j = (m + n) / 2 - i，奇数时为j = (m + n + 1) / 2 - i，但如果m > n，j会为负数，所以要求m <= n。其实偶数时 j 表示成奇数时的式子也是可以的，因为C语言里边的除法是整除，所以加上1不会影响j的结果。所以j = (m + n + 1) / 2 - i且m <= n。
另一个要求是：
- A[i - 1] <= B[j]
- B[j - 1] <= A[i]
令i = (begin + end) / 2：
- 如果A[i - 1] > B[j]，则说明需要减小i，减小i的同时j也会增大，这样A[i - 1]的值就会减小，B[j]的值会增大，向着满足条件的方向靠近。而且因为从i到end之间A是递增的，所以i到end之间的都不符合(i越大，A[i - 1]越大，B[j]越小)，故直接将end置为i - 1。
- 如果B[j - 1] > A[i]，则说明需要减小j，减小j的意味着增大i，这样A[i]的值就会增大，B[j + 1]的值会减小，向着满足条件的方向靠近。而且因为从begin到i之间A是递增的，所以begin到i之间的都不符合(i越小，A[i - 1]越小，B[j]越大)，故直接将begin置为i + 1。
- 如果两个条件都满足说明已经遍历到正确的中间位置，进行后续逻辑判断即可。需要注意的是边界情况，在判断时一定要保证数组索引在范围之内，对于不符合的情况，进入到最终的判断逻辑中进行处理。运行时间24ms，代码如下。
1 #define min(a, b) (a < b ? a : b) 2 #define max(a, b) (a > b ? a : b) 3 double findMedianSortedArrays(int* nums1, int nums1Size, int* nums2, int nums2Size) { 4 int m = nums1Size, n = nums2Size; 5 int t = 0; 6 if(m > n) { 7 int* temp = nums1; 8 nums1 = nums2; 9 nums2 = temp; 10 t = m; 11 m = n; 12 n = t; 13 } 14 int i = 0, j = 0, left = 0, right = 0; 15 int begin = 0, end = m; 16 t = (m + n + 1) / 2; 17 while(begin <= end) { 18 i = (begin + end) / 2; 19 j = t - i; 20 if(i > 0 && j < n && nums1[i - 1] > nums2[j]) 21 end = i - 1; 22 else if(j > 0 && i < m && nums2[j - 1] > nums1[i]) 23 begin = i + 1; 24 else { 25 if(i == 0) 26 left = nums2[j - 1]; 27 else if(j == 0) 28 left = nums1[i - 1]; 29 else 30 left = max(nums1[i - 1], nums2[j - 1]); 31 if(i == m) 32 right = nums2[j]; 33 else if(j == n) 34 right = nums1[i]; 35 else 36 right = min(nums1[i], nums2[j]); 37 if((m + n) & 1) 38 return left; 39 else 40 return (left + right) / 2.0; 41 } 42 } 43 return 0; 44 }
原文地址：
https://blog.csdn.net/hang404/article/details/84786904
