劍指 資料流的中位數 參考labuladong

2021-10-19 17:40:14 字數 3497 閱讀 4179

參考

如果輸入乙個陣列,讓你求中位數,這個好辦,排個序,如果陣列長度是奇數,最中間的乙個元素就是中位數,如果陣列長度是偶數,最中間兩個元素的平均數作為中位數。

如果資料規模非常巨大,排序不太現實,那麼也可以使用概率演算法,隨機抽取一部分資料,排序,求中位數,近似作為所有資料的中位數。

本文說的中位數演算法比較困難,也比較精妙,是力扣第 295 題,要求你在資料流中計算中位數

addnum方法時間複雜度 o(logn),findmedian方法時間複雜度 o(1)。

大頂堆和小頂堆合作解決。大頂堆的堆頂和小頂堆的堆頂的平均數就是我們要的中位數。

兩個堆需要演算法邏輯正確維護,才能保證堆頂元素是可以算出正確的中位數,我們很容易看出來,兩個堆中的元素之差不能超過 1。

依次加入到大頂堆和小頂堆裡,維護兩個堆數目相同,最終取平均數。

簡單說**,想要往large裡新增元素,不能直接新增,而是要先往small裡新增,然後再把small的堆頂元素加到large中;向small中新增元素同理。**

為什麼呢,稍加思考可以想明白,假設我們準備向large中插入元素:

如果插入的num小於small的堆頂元素,那麼num就會留在small堆裡,為了保證兩個堆的元素數量之差不大於 1,作為交換,把small堆頂部的元素再插到large堆裡。

如果插入的num大於small的堆頂元素,那麼num就會成為samll的堆頂元素,最後還是會被插入large堆中。

反之,向small中插入元素是乙個道理,這樣就巧妙地保證了large堆整體大於small堆,且兩個堆的元素之差不超過 1,那麼中位數就可以通過兩個堆的堆頂元素快速計算了。

優先佇列就是佇列不是先進先出,而是帶有優先順序,使用的也是heap來實現的。

heapq是python自帶的優先佇列的模組。注意預設最小堆,如果需要最大堆就加上負號。

堆結構分為大頂堆和小頂堆,在heapq中使用的是小頂堆根節點小於等於孩子節點

其實拿到堆頂並不需要heapq.nlargest(1, a)而是直接拿a[0]就可以了。確實是,本來就是堆頂,第0個。

heapq.nlargest(1, a)這個函式適用於不是堆的列表直接使用拿到最大或者最小~~相當於再排序了一遍qaq

python

import heapq

#向堆中插入元素,heapq會維護列表heap中的元素保持堆的性質

#heapq把列表x轉換成堆

heapq.heapify(x)

#從堆中刪除元素,返回值是堆中最小或者最大的元素

#從可迭代的迭代器中返回最大的n個數,可以指定比較的key------針對列表即可

heapq.nlargest(n, iterable[, key])

#從可迭代的迭代器中返回最小的n個數,可以指定比較的key

heapq.nsmallest(n, iterable[, key])

import heapq

nums =[14

,20,5

,28,1

,21,16

,22,17

,28]heapq.nlargest(

3, nums) 列表的前n大

# [28, 28, 22]

heapq.nsmallest(

3, nums) 列表的前n小

lambda定義匿名函式的語法,首先是lambda關鍵字,表示我們當下定義的是乙個匿名函式。之後跟的是這個匿名函式的引數,我們只用到乙個變數x,所以只需要寫乙個x。如果我們需要用到多個引數,通過逗號分隔,當然也可以不用引數。寫完引數之後,我們用冒號分開,冒號後面寫的是返回的結果。

square =

lambda x: x **

2print

(square(3)

)

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