分治策略 求两同长数组的中位数问题
2011-05-22 23:30
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在叙述问题之前,重新叙说一下分治策略的思想:将一个难以直接解决的大问题,分割成一些规模较小的相同的问题,以便各个击破,分而治之。
中位数问题:设X[0:n-1]和Y[0:n-1]为两个数组,每个数组中含有N个 已经排好序的数。试设计一个O(logn)时间算法,找出X和Y的2N个数的中位数。
解决问题的核心:找出将大问题分割成较小规模的相同问题的切割点,并递归定义大问题与子问题之间的关系。
确定切割点:对于两个数组,我们可以从他们中分别选取出一个中位数,称为x,y,并将两个数组的左右边界称之为aLeft,aRight,bLeft,bRight。对比两个中位数,如果X数组中的中位数大于Y数组中的中位数,且X数组中的元素个数为偶数个,则X数组被切割为X[aLeft,x+1],Y被切割为 Y[y,bRight],如果X数组的元素个数不为偶数个的话,则直接将X切割为X[aLeft,x]。如果X数组的中位数小于Y数组的中位数,取值情况刚好相反。
递归关系:根据上面所述,对于原问题X[aLeft , aRight], Y[bLeft, bRight]。假设切割后的子问题为X[aLeft, x+1],Y[y,bRight]。则求解X[aLeft , aRight], Y[bLeft, bRight]问题的中位数,归结于求解子问题X[aLeft, x+1],Y[y,bRight]的中位数。
递归结束条件:当切割后得到的子问题的两个数组的长度都为2位时,整个递归结束。
中位数问题:设X[0:n-1]和Y[0:n-1]为两个数组,每个数组中含有N个 已经排好序的数。试设计一个O(logn)时间算法,找出X和Y的2N个数的中位数。
解决问题的核心:找出将大问题分割成较小规模的相同问题的切割点,并递归定义大问题与子问题之间的关系。
确定切割点:对于两个数组,我们可以从他们中分别选取出一个中位数,称为x,y,并将两个数组的左右边界称之为aLeft,aRight,bLeft,bRight。对比两个中位数,如果X数组中的中位数大于Y数组中的中位数,且X数组中的元素个数为偶数个,则X数组被切割为X[aLeft,x+1],Y被切割为 Y[y,bRight],如果X数组的元素个数不为偶数个的话,则直接将X切割为X[aLeft,x]。如果X数组的中位数小于Y数组的中位数,取值情况刚好相反。
递归关系:根据上面所述,对于原问题X[aLeft , aRight], Y[bLeft, bRight]。假设切割后的子问题为X[aLeft, x+1],Y[y,bRight]。则求解X[aLeft , aRight], Y[bLeft, bRight]问题的中位数,归结于求解子问题X[aLeft, x+1],Y[y,bRight]的中位数。
递归结束条件:当切割后得到的子问题的两个数组的长度都为2位时,整个递归结束。
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