JZ-063-資料流中的中位數

雄獅虎豹發表於2022-02-24

資料流中的中位數

題目描述

如何得到一個資料流中的中位數？如果從資料流中讀出奇數個數值，那麼中位數就是所有數值排序之後位於中間的數值。如果從資料流中讀出偶數個數值，那麼中位數就是所有數值排序之後中間兩個數的平均值。我們使用Insert()方法讀取資料流，使用GetMedian()方法獲取當前讀取資料的中位數。

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程式碼

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.PriorityQueue;

/**
 * 標題：資料流中的中位數
 * 題目描述
 * 如何得到一個資料流中的中位數？如果從資料流中讀出奇數個數值，那麼中位數就是所有數值排序之後位於中間的數值。如果從資料流中讀出偶數個數值，
 * 那麼中位數就是所有數值排序之後中間兩個數的平均值。我們使用Insert()方法讀取資料流，使用GetMedian()方法獲取當前讀取資料的中位數。
 * 題目連結：
 * https://www.nowcoder.com/practice/9be0172896bd43948f8a32fb954e1be1?tpId=13&&tqId=11216&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking
 */
public class Jz63 {

    /* 大頂堆，儲存左半邊元素 */
    private PriorityQueue<Integer> left;
    /* 小頂堆，儲存右半邊元素，並且右半邊元素都大於左半邊 */
    private PriorityQueue<Integer> right = new PriorityQueue<>();
    /* 當前資料流讀入的元素個數 */
    private int N = 0;

    public Jz63() {
        left = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> o2 - o1);
    }

    public void insert(Integer num) {
        /* 插入要保證兩個堆存於平狀態 */
        if (N % 2 == 0) {
            /* N 為偶數的情況下插入到右半邊。
             * 因為右半邊元素都要大於左半邊，但是新插入的元素不一定比左半邊元素來的大，
             * 因此需要先將元素插入左半邊，然後利用左半邊為大頂堆的特點，取出堆頂元素即為最大元素，此時插入右半邊 */
            left.add(num);
            right.add(left.poll());
        } else {
            right.add(num);
            left.add(right.poll());
        }
        N++;
    }

    public Double getMedian() {
        if (N % 2 == 0) {
            return (left.peek() + right.peek()) / 2.0;
        } else {
            return (double) right.peek();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
        list1.add(2);
        list1.add(1);
        list1.add(5);
        list1.add(11);
        list1.add(4);
        for (int n : list1) {
            System.out.print(n + " ");
        }
        System.out.println();
        Collections.sort(list1);
        for (int n : list1) {
            System.out.print(n + " ");
        }
    }
}
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