在数据处理和图像分析中,中位数常常被用于数据的去噪、前景背景分割等任务。计算中位数的常见方法有两种:直方图方法 和 直接排序方法。每种方法有不同的实现原理,并适用于不同类型的数据。本文将详细介绍这两种方法的工作原理,并对其时间复杂度和空间复杂度进行分析。

一、直方图方法

直方图方法通过统计数据中每个数值的出现频率,利用频率分布来计算中位数。这种方法特别适用于数值范围较小的情况,以下是直方图方法的具体步骤:

1. 统计频率

首先,对所有数据进行遍历,统计每个数值出现的次数。数据集中的每个数值对应一个频率,这些频率值组成一个 频率数组。如果数据的取值范围很大,可能需要为每个可能的数值创建一个数组或哈希表来存储其频率。

2. 计算累计频率(CDF)

接下来,我们根据频率数组计算累计频率。累计频率表示从最小数值到当前数值所有数值的总和。累计频率数组的每个元素代表了该数值及之前所有数值的频率总和。

3. 查找中位数

最终,通过扫描累计频率数组,找到累计频率值等于数据总数一半的位置。中位数对应于这个位置的数值。

时间复杂度与空间复杂度

时间复杂度:计算频率数组需要遍历数据集一次,因此为 O(N),其中