[leetcode] 面试题 17.20. 连续中值 | 对顶堆维护动态中位数_算法


有很多种形式可以实现中位数的求解,比如将所有的数放到一个数组中,然后sort一下获取中间的值,但这样在时间复杂度上不太优雅;为了能够更快的求解,可以使用对顶堆来求解。

对顶堆通常用来实现动态k大(小)的问题。在这个题里,因为在往里面加数的过程中,数的总数量cnt是在不断加大的,所以说第(cnt+1)/2大也是在不断变化的,正好符合对顶堆的应用场景。

想要了解对顶堆求解第k大可以看博主的另一个博客:​​传送门​

由大根堆和小根堆构成,小根堆在上,大根堆在下,两个堆的根相对,所以说就形成了一个有序的结构(xiao.top() >= da.top())
放数据的时候,往小根堆中添加,然后维护它们之间size()的大小关系即可,比如:
当数的总量为奇数的时候,​​​xiao.size() == da.size() + 1​​​,当数的总量为偶数的时候,​​xiao.size() == da.size()​

还要注意可能会出现xiao.top()<da.top()的情况,比如按照顺序push -1 -2 -3的过程会导致这样的情况,此时还要考虑xiao.top()和da.top()之间的大小关系,然后再处理一下(将大根堆的堆顶元素放入小根堆,然后将小根堆的堆顶元素放到大根堆)

ac_code:

class MedianFinder {
public:
/** initialize your data structure here. */
MedianFinder() {
this->cnt = 0;
}

void addNum(int num) {
xiao.push(num);
cnt ++;
while(xiao.size() > da.size() + 1) {
da.push(xiao.top());
xiao.pop();
}
if(xiao.size() && da.size() && (xiao.top() < da.top())) {
xiao.push(da.top());
da.pop();
}
while(xiao.size() > da.size() + 1) {
da.push(xiao.top());
xiao.pop();
}
}

double findMedian() {
// std::cout << cnt << std::endl;
// std::cout << xiao.top() << " " << xiao.size() << std::endl;
// std::cout << da.top() << " " << da.size() << std::endl;
if(xiao.size() == da.size() + 1) return 1.0 * xiao.top();
else return 1.0 * ((xiao.top() + da.top()) / 2.0);
}
private:
std::priority_queue<int,std::vector<int>, std::greater<int> >xiao;
std::priority_queue<int,std::vector<int>, std::less<int> >da;
int cnt;
};

/**
* Your MedianFinder object will be instantiated and called as such:
* MedianFinder* obj = new MedianFinder();
* obj->addNum(num);
* double param_2 = obj->findMedian();
*/

[leetcode] 面试题 17.20. 连续中值 | 对顶堆维护动态中位数_小根堆_02