【剑指offer】数据流中的中位数

数据流中的中位数

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题目描述
如何得到一个数据流中的中位数?如果从数据流中读出奇数个数值,那么中位数就是所有数值排序之后位于中间的数值。如果从数据流中读出偶数个数值,那么中位数就是所有数值排序之后中间两个数的平均值。我们使用Insert()方法读取数据流,使用GetMedian()方法获取当前读取数据的中位数。
1、思路分析
利用优先队列小顶堆和大顶堆的特点,小顶堆的堆顶元素是最小元素,大顶堆的堆顶元素是最大元素,我们只要保证小顶堆中的元素均大于等于大顶堆中的元素,这样其实就形成了一种寻找中位数的结构,即我们找中位数的时候只需关心两个堆的堆顶即可。
2、代码

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Comparator;
public class Solution {
    // 小顶堆,用该堆记录位于中位数后面的部分
    private PriorityQueue<Integer> minHeap = new PriorityQueue<>();
    // 大顶堆,用该堆记录位于中位数前面的部分
    private PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<>(15,new Comparator<Integer>() {
        @Override
        public int compare(Integer o1,Integer o2) {
            return o2 - o1;
        }
    });
    // 记录偶数个还是奇数个
    int count = 0;
    // 每次插入小顶堆的是当前大顶堆中最大的数
    // 每次插入大顶堆的是当前小顶堆中最小的数
    // 这样可以保证小顶堆中的数永远大于等于大顶堆中的数
    // 中位数就可以方便地从两者的根结点中获取了
    // 优先队列中的常用方法有:增加元素,删除栈顶,获得栈顶元素,和队列中的几个函数应该是一样的
    // offer peak poll
    public void Insert(Integer num) {
        // 个数为偶数的话,则先插入到大顶堆,然后将大顶堆中最大的数插入到小顶堆
        if(count % 2 == 0) {
            maxHeap.offer(num);
            int max = maxHeap.poll();
            minHeap.offer(max);
        }
        // 个数为奇数的话,则先插入到小顶堆,然后将小顶堆中最小的数插入到大顶堆
        else {
            minHeap.offer(num);
            int min = minHeap.poll();
            maxHeap.offer(min);
        }
        count++;
    }

    public Double GetMedian() {
        // 当前为偶数个,则取小顶堆和大顶堆的堆顶元素求平均
        if(count % 2 == 0) {
            return new Double(minHeap.peek() + maxHeap.peek())/2;
        }
        else {
            return new Double(minHeap.peek());
        }
    }
}
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