📜  在阵列上进行K加法运算后,最大化中位数(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:37:47.376000             🧑  作者: Mango

在阵列上进行K加法运算后,最大化中位数

在解决算法问题时,可能会遇到在一个数组上进行多次加法操作的情况,然后要求最大化数组的中位数。本文将介绍如何使用堆来解决这个问题。

堆的使用

这个算法需要使用小根堆和大根堆来维护中位数。首先,将数组中的每个元素加上K,然后将数组划分为两个部分,一个包含前一半的元素,另一个包含后一半。

假设数组长度为n,n为偶数,则前一半包含前n/2个元素,后一半包含后n/2个元素;如果n为奇数,则前一半包含前(n+1)/2个元素,后一半包含后(n-1)/2个元素。

接下来,我们需要使用两个堆,一个小根堆和一个大根堆,来维护中位数。小根堆包含后一半的元素,它将这些元素按升序排序。大根堆包含前一半的元素,它将这些元素按降序排序。

当数组长度为偶数时,中位数为前一半的最后一个元素和后一半的第一个元素的平均值;否则,中位数为后一半的第一个元素。

因此,我们可以在每次添加元素时,将元素添加到小根堆或大根堆中,然后调整两个堆的大小以保持中位数的正确性。

代码实现

下面是使用Python实现该算法的代码:

import heapq

def find_max_median(nums, k):
    for i in range(len(nums)):
        nums[i] += k

    n = len(nums)

    min_heap = []
    max_heap = []

    def get_median():
        if n % 2 == 0:
            return (max_heap[0] - min_heap[0]) / 2
        else:
            return min_heap[0]

    def rebalance():
        while len(min_heap) > len(max_heap) + 1:
            heapq.heappush(max_heap, -heapq.heappop(min_heap))
        while len(max_heap) > len(min_heap):
            heapq.heappush(min_heap, -heapq.heappop(max_heap))

    for i in range(n):
        heapq.heappush(max_heap, -nums[i])
        heapq.heappush(min_heap, -heapq.heappop(max_heap))
        rebalance()

    return get_median()

该算法的时间复杂度为O(nlogn),其中n为数组的长度。