数据流的中位数

295. 数据流的中位数

中位数是有序整数列表中的中间值。如果列表的大小是偶数,则没有中间值,中位数是两个中间值的平均值。

  • 例如 arr = [2,3,4] 的中位数是 3
  • 例如 arr = [2,3] 的中位数是 (2 + 3) / 2 = 2.5

实现 MedianFinder 类:

  • MedianFinder() 初始化 MedianFinder 对象。
  • void addNum(int num) 将数据流中的整数 num 添加到数据结构中。
  • double findMedian() 返回到目前为止所有元素的中位数。与实际答案相差 10-5 以内的答案将被接受。

示例 1:

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输入
["MedianFinder", "addNum", "addNum", "findMedian", "addNum", "findMedian"]
[[], [1], [2], [], [3], []]
输出
[null, null, null, 1.5, null, 2.0]

解释
MedianFinder medianFinder = new MedianFinder();
medianFinder.addNum(1); // arr = [1]
medianFinder.addNum(2); // arr = [1, 2]
medianFinder.findMedian(); // 返回 1.5 ((1 + 2) / 2)
medianFinder.addNum(3); // arr[1, 2, 3]
medianFinder.findMedian(); // return 2.0

提示:

  • -105 <= num <= 105
  • 在调用 findMedian 之前,数据结构中至少有一个元素
  • 最多 5 * 104 次调用 addNumfindMedian

用两个堆实现

建立一个 小顶堆 A和 大顶堆 B,各保存列表的一半元素,且规定:

A保存较大的一半,B保存较小的一半

设元素总数为 N = m+n ,其中 m 和 n分别为 A 和 B 中的元素个数

addNum方法

当 m=n(即 N 为 偶数):需向 A 添加一个元素。实现方法:将新元素 num 插入至 B,再将 B 堆顶元素插入至 A,这样能确保A的元素都比B大

当 m≠n(即 N 为 奇数):需向 B 添加一个元素。实现方法:将新元素 num 插入至 A ,再将 A 堆顶元素插入至 B,这样能确保B的元素都比A小

findMedian方法

当 m=n( N 为 偶数):则中位数为 ( A 的堆顶元素 + B 的堆顶元素 ) / 2
当 m≠n( N 为 奇数):则中位数为 A 的堆顶元素

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class MedianFinder {
PriorityQueue<Integer> minHeap;
PriorityQueue<Integer> maxHeap;
int size;
public MedianFinder() {
minHeap = new PriorityQueue<>();
maxHeap = new PriorityQueue<>((a,b) -> b - a);
size = 0;
}

public void addNum(int num) {
if(minHeap.size() == maxHeap.size()){
maxHeap.add(num);
minHeap.add(maxHeap.poll());
}else{
minHeap.add(num);
maxHeap.add(minHeap.poll());
}
}

public double findMedian() {
if(minHeap.size() == maxHeap.size()){
return (minHeap.peek() + maxHeap.peek()) / 2.0;
}else{
return minHeap.peek();
}
}
}


数据流的中位数
http://example.com/2023/12/25/算法/队列和栈/16. 数据流的中位数/
作者
PALE13
发布于
2023年12月25日
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