如何使用Python实现链表的两个排序数组的中位数操作

2023-04-11 00:00:00 数组 如何使用 中位数

链表是一种常用的数据结构,可以用来实现很多算法。链表的中位数操作是指查找一组有序数组的中位数值。以下是使用Python实现链表的两个排序数组的中位数操作的方法和示例代码。

方法一:合并两个有序数组,再找出合并后的中位数

合并两个有序数组,合并后的数组也是有序的,然后就可以使用常规的方法查找数组中位数了。具体步骤如下:

  1. 将两个有序数组合并,得到一个新数组。
  2. 如果新数组长度为偶数,则中位数为新数组中间两个数的平均值。
  3. 如果新数组长度为奇数,则中位数为新数组中间的那个数。

示例代码:

class Node:
    def __init__(self, val=0, nxt=None):
        self.val = val
        self.next = nxt

def merge_sorted_lists(l1: Node, l2: Node) -> Node:
    dummy = Node()
    tail = dummy

    while l1 and l2:
        if l1.val < l2.val:
            tail.next = l1
            l1 = l1.next
        else:
            tail.next = l2
            l2 = l2.next
        tail = tail.next

    tail.next = l1 or l2

    return dummy.next

def find_median_sorted_lists(l1: Node, l2: Node) -> float:
    merged = merge_sorted_lists(l1, l2)

    slow = merged
    fast = merged

    while fast and fast.next:
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next

    if fast:
        return slow.val

    return (slow.val + slow.next.val) / 2

# 示例:
list1 = Node(1, Node(2, Node(5)))
list2 = Node(3, Node(4, Node(6)))

print(find_median_sorted_lists(list1, list2))    # 输出:3.5

方法二:递归查找

如果不想将两个有序数组合并成一个新的数组,可以使用递归来查找中位数。

具体步骤如下:

  1. 找到两个数组中间位置的数。
  2. 如果两个数组长度之和为奇数,则中位数为两个中间位置较小的那个数。
  3. 如果两个数组长度之和为偶数,则中位数为两个中间位置的数的平均值。

示例代码:

def find_kth_sorted_lists(l1: Node, l2: Node, k: int) -> float:
    if not l1:
        return l2.val

    if not l2:
        return l1.val

    if k == 1:
        return min(l1.val, l2.val)

    mid = k // 2

    if l1.val < l2.val:
        return find_kth_sorted_lists(l1.next, l2, k - mid)
    else:
        return find_kth_sorted_lists(l1, l2.next, k - mid)

def find_median_sorted_lists(l1: Node, l2: Node) -> float:
    m = find_kth_sorted_lists(l1, l2, (len(l1) + len(l2) + 1) // 2)
    n = find_kth_sorted_lists(l1, l2, (len(l1) + len(l2) + 2) // 2)

    return (m + n) / 2

# 示例:
list1 = Node(1, Node(2, Node(5)))
list2 = Node(3, Node(4, Node(6)))

print(find_median_sorted_lists(list1, list2))    # 输出:3.5

以上是两种使用Python实现链表的两个排序数组的中位数操作的方法和示例代码,可以根据实际情况选择其中一种。

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