员工薪水中位数

题目描述:

mysql位运算查询 mysql中位数_数组长度

预期答案:

mysql位运算查询 mysql中位数_数组长度_02

解法1

既然是求解中位数,我们首先想到的是根据中位数的定义进行求解:奇数个数字时,中位数是中间的数字;偶数个数字时,中位数中间两个数的均值。本题不进行求解均值,而是将两个中位数全部显示。

根据定义,为了查询中位数,我们需要知道3点信息:

  • 总数是奇数个还是偶数个
  • 待查找数字总数
  • 每个数字的排序编号

前两点信息在MySQL中非常简单,只需简单的count计数即可,而排序编号则需要借助辅助方法。在MySQL8.0以上版本引入了窗口函数后非常容易实现,但以前的版本则仅可通过自定义变量的方式获得排序值。这里如何对员工薪水进行分组排序不再展开

在有了排名和数字总数之后,如何判断是中位数呢?这里计数字总数为N,则

  • N为奇数,中位数排序编号是(N+1)/2=N/2+0.5
  • N为偶数,中位数排序编号是N/2和N/2+1

进一步地,N为奇数和N为偶数是互斥的,求解出的中位数排序编号也是互斥的,也就是说3个排序编号不会同时取得整数,从而可以不加区分的直接判断即可。

查询SQL语句:

SELECT
     e1.Id, e1.Company, e1.Salary
 FROM
     (SELECT Id, Company, Salary, @rnk:=if(@pre=Company, @rnk+1, 1) rnk, @pre:=Company
     FROM Employee, (SELECT @rnk:=0, @pre:=null)init
     ORDER by Company, Salary, Id)e1 
     JOIN 
     (SELECT Company, count(*) cnt FROM Employee GROUP by Company) e2
     using(Company)
WHERE e1.rnk in (cnt/2+0.5, cnt/2, cnt/2+1)

  

查询效率:

mysql位运算查询 mysql中位数_数组长度_03

解法2

除了根据中位数的排序编号来定位其位置,实际上还可以换种思路但仍然是在其排序编号上做文章:如果一个数是中位数,那么就意味着正序和逆序时其位置是一致的:更严谨的说,奇数个数字是正逆序排序一致,偶数个数字时,两中位数顺序要互换一下,也就是相差为1。进而,我们发现无论数字总数是奇数还是偶数,中位数的正逆排序相差要么为0,要么为1。根据这一性质,我们分别实现正逆两遍排序,然后判断数字的排序编号即可。

查询SQL语句:

SELECT
 
    e1.Id, e1.Company, e1.Salary
 
FROM
 
    (SELECT Id, Company, Salary, @rnk:=if(@pre=Company, @rnk+1, 1) rnk, @pre:=Company
 
    FROM Employee, (SELECT @rnk:=0, @pre:=null)init
 
    ORDER by Company, Salary, Id)e1 
 
    JOIN 
 
    (SELECT Id, Company, Salary, @rnk:=if(@pre=Company, @rnk+1, 1) rnk, @pre:=Company
 
    FROM Employee, (SELECT @rnk:=0, @pre:=null)init
 
    ORDER by Company, Salary DESC, Id DESC)e2
 
    on e1.Id=e2.Id
 
WHERE abs(e1.rnk - e2.rnk)<=1

  

查询效率:

mysql位运算查询 mysql中位数_逆序_04

解法3

前2种解法都是根据中位数的定义在数字排序编号上作文章,下面是一个对中位数性质更深的理解(摘抄自官方题解)

根据定义,我们来找一下 [1, 3, 2] 的中位数。首先 1 不是中位数,因为这个数组有三个元素,却有两个元素 (3,2) 大于 1。3 也不是中位数,因为有两个元素小于 3。对于 2 来说,大于 2 和 小于 2 的元素数量是相等的,因此 2 是当前数组的中位数。当数组长度为 偶数,且元素唯一时,中位数等于排序后 中间两个数 的平均值。对这两个数来说,大于当前数的数值个数跟小于当前数的数值个数绝对值之差为 1,恰好等于这个数出现的频率。 

结论:不管数组长度是奇是偶,也不管元素是否唯一,中位数出现的频率一定大于等于 大于它的数 和 小于它的数 的绝对值之差。

好吧,力扣的官方题解读起来总是这么生涩。不过细品之下,我们还是可以发现这个结论是对的。【好像说了句废话】

根据中位数的这一性质,可以写出如下查询语句:

SELECT
 
    e1.Id, e1.Company, e1.Salary
 
FROM
 
    Employee e1,
 
    Employee e2
 
WHERE
 
    e1.Company = e2.Company
 
GROUP BY e1.Company , e1.Salary
 
HAVING SUM(e1.Salary = e2.Salary) >= ABS(SUM(SIGN(e1.Salary - e2.Salary)))
 
ORDER BY e1.Id

  

查询效率:

mysql位运算查询 mysql中位数_数组长度_05

实际上,虽然3种解法均为两表关联,但由于解法3中涉及到相对更为复杂的计算,其效率竟然要比解法1和解法2中低太多。

所以,不妨想想奥卡姆剃刀原理,大道至简、大巧不工、简单之美!