滑动窗口中位数
中位数是有序序列最中间的那个数。如果序列的大小是偶数,则没有最中间的数;此时中位数是最中间的两个数的平均数。
例如:
[2,3,4],中位数是 3
[2,3],中位数是 (2 + 3) / 2 = 2.5
给出一个数组 nums,有一个大小为 k 的窗口从最左端滑动到最右端。窗口中有 k 个数,每次窗口移动 1 位。你的任务是找出每次窗口移动后得到的新窗口中元素的中位数,并输出由它们组成的数组。
例如:
给出 nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7],以及 k = 3。
窗口位置 中位数
--------------- -----
[1 3 -1] -3 5 3 6 7 1
1 [3 -1 -3] 5 3 6 7 -1
1 3 [-1 -3 5] 3 6 7 -1
1 3 -1 [-3 5 3] 6 7 3
1 3 -1 -3 [5 3 6] 7 5
1 3 -1 -3 5 [3 6 7] 6
因此,返回该滑动窗口的中位数数组 [1,-1,-1,3,5,6]。
提示:
假设k是合法的,即:k 始终小于输入的非空数组的元素个数.
解题思想
题目会给一个数组,和一个滑动窗口的大小K,让你找出当这个窗口滑动的过程中,这个K的窗口内的中位数分别是多少?
最naive的方式就是在k个窗口内排序就好,这里不解释(因为开销很大啊,(n-k+1) * (k*log(k))。。
这里的方法是使用两个优先队列,即出队列的顺序是按照某种排好序的方式进行的。
所以我们设立两个优先队列,这里叫做堆吧:
1、最大堆,值大的先出来
2、最小堆:值小的先出来
那么回到我们的问题,我们想想如何确定中位数:
1、假设我们有上述最大堆,最小堆
2、如果我们把进入的所有值较小的一半放到最大堆,较大的一半放到最小堆中,那么较小的那一半poll出来的,和较大那一半poll出来的,不正好是k个窗口的中位数的候选值么?
3、按照上面那个思想,我们就行动,再输入值得时候,根据其大小,放入最大堆或者最小堆中,然后调整一些大小,保证最大堆那边的大小等于或者多一个于最小堆
4、当输出的时候,也就是从最大堆取一个,或者双方各取一个就可以计算了
5、删除的时候,在对应的堆中删除,再按照3中的方式更新下就好
1 import java.util.Collections;
2 import java.util.PriorityQueue;
3
4 public class Solution {
5 public double[] medianSlidingWindow(int[] nums, int k) {
6 int n = nums.length;
7 int m = n - k + 1;
8 // 结果的尺寸
9 double[] res = new double[m];
10 //两个堆,一个最大堆,一个最小
11 PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<Integer>(k, Collections.reverseOrder());
12 PriorityQueue<Integer> minHeap = new PriorityQueue<Integer>(k);
13 for (int i = 0; i<n; i++){
14 int num = nums[i];
15 // 让maxHeap始终保存小于一半的值,minHeap保存大于一半的,正好两半
16 if( maxHeap.size() == 0 || maxHeap.peek() >= num) maxHeap.add(num);
17 else minHeap.add(num);
18 // 维护两个堆,保证两个堆得大小,要么保持一致(偶数时),要么maxHeap多一个(奇数时)
19 if( minHeap.size() > maxHeap.size() ) maxHeap.add(minHeap.poll());
20 if( maxHeap.size() > minHeap.size() + 1 ) minHeap.add(maxHeap.poll());
21 // 如果需要输出
22 if ( i-k+1 >=0 ){
23 if( k % 2 == 1 ) res[i- k + 1] = maxHeap.peek();
24 else res[i- k + 1] = (maxHeap.peek()/2.0 + minHeap.peek()/2.0);
25 // 小心溢出
26 // 移除并更新
27 int toBeRemove = nums[i - k + 1];
28 if( toBeRemove <= maxHeap.peek()) maxHeap.remove(toBeRemove);
29 else minHeap.remove(toBeRemove);
30 // 维护两个堆,保证两个堆得大小,要么保持一致(偶数时),要么maxHeap多一个(奇数时)
31 if( minHeap.size() > maxHeap.size() ) maxHeap.add(minHeap.poll());
32 if( maxHeap.size() > minHeap.size() + 1 ) minHeap.add(maxHeap.poll());
33 }
34 }
35 return res;
36 }
37 }
来源:https://www.cnblogs.com/kexinxin/p/10372465.html