在Python中如何找到列表的中值?列表可以是任意大小的,并且数字不保证是任何特定的顺序。

如果列表包含偶数个元素,则函数应返回中间两个元素的平均值。

以下是一些例子(为了便于展示,进行了排序):

median([1]) == 1
median([1, 1]) == 1
median([1, 1, 2, 4]) == 1.5
median([0, 2, 5, 6, 8, 9, 9]) == 6
median([0, 0, 0, 0, 4, 4, 6, 8]) == 2

当前回答

我在“中位数的中位数”算法的Python实现中发布了我的解决方案,这比使用sort()稍微快一点。我的解决方案每列使用15个数字,速度~5N比每列使用5个数字的速度~10N快。最佳速度是~4N,但我可能是错的。

根据Tom在评论中的要求,我在这里添加了我的代码,以供参考。我认为速度的关键部分是每列使用15个数字,而不是5个。

#!/bin/pypy
#
# TH @stackoverflow, 2016-01-20, linear time "median of medians" algorithm
#
import sys, random


items_per_column = 15


def find_i_th_smallest( A, i ):
    t = len(A)
    if(t <= items_per_column):
        # if A is a small list with less than items_per_column items, then:
        #
        # 1. do sort on A
        # 2. find i-th smallest item of A
        #
        return sorted(A)[i]
    else:
        # 1. partition A into columns of k items each. k is odd, say 5.
        # 2. find the median of every column
        # 3. put all medians in a new list, say, B
        #
        B = [ find_i_th_smallest(k, (len(k) - 1)/2) for k in [A[j:(j + items_per_column)] for j in range(0,len(A),items_per_column)]]

        # 4. find M, the median of B
        #
        M = find_i_th_smallest(B, (len(B) - 1)/2)


        # 5. split A into 3 parts by M, { < M }, { == M }, and { > M }
        # 6. find which above set has A's i-th smallest, recursively.
        #
        P1 = [ j for j in A if j < M ]
        if(i < len(P1)):
            return find_i_th_smallest( P1, i)
        P3 = [ j for j in A if j > M ]
        L3 = len(P3)
        if(i < (t - L3)):
            return M
        return find_i_th_smallest( P3, i - (t - L3))


# How many numbers should be randomly generated for testing?
#
number_of_numbers = int(sys.argv[1])


# create a list of random positive integers
#
L = [ random.randint(0, number_of_numbers) for i in range(0, number_of_numbers) ]


# Show the original list
#
# print L


# This is for validation
#
# print sorted(L)[int((len(L) - 1)/2)]


# This is the result of the "median of medians" function.
# Its result should be the same as the above.
#
print find_i_th_smallest( L, (len(L) - 1) / 2)

其他回答

实现它:

def median(numbers):
    """
    Calculate median of a list numbers.
    :param numbers: the numbers to be calculated.
    :return: median value of numbers.

    >>> median([1, 3, 3, 6, 7, 8, 9])
    6
    >>> median([1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9])
    4.5
    >>> import statistics
    >>> import random
    >>> numbers = random.sample(range(-50, 50), k=100)
    >>> statistics.median(numbers) == median(numbers)
    True
    """
    numbers = sorted(numbers)
    mid_index = len(numbers) // 2
    return (
        (numbers[mid_index] + numbers[mid_index - 1]) / 2 if mid_index % 2 == 0
        else numbers[mid_index]
    )


if __name__ == "__main__":
    from doctest import testmod

    testmod()

来源

我所做的是:

def median(a):
    a = sorted(a)
    if len(a) / 2 != int:
        return a[len(a) / 2]
    else:
        return (a[len(a) / 2] + a[(len(a) / 2) - 1]) / 2

解释:基本上,如果列表中的项目数量是奇数,则返回中间的数字,否则,如果你是偶数列表的一半,python会自动舍入较大的数字,这样我们就知道在它之前的数字会少一个(因为我们对它进行了排序),我们可以将默认的较大数字和小于它的数字相加,然后除以2得到中位数。

如果需要更快的平均情况运行时间,可以尝试快速选择算法。Quickselect具有平均(和最佳)情况性能O(n),尽管在糟糕的一天它可能会以O(n²)结束。

下面是一个随机选择枢轴的实现:

import random

def select_nth(n, items):
    pivot = random.choice(items)

    lesser = [item for item in items if item < pivot]
    if len(lesser) > n:
        return select_nth(n, lesser)
    n -= len(lesser)

    numequal = items.count(pivot)
    if numequal > n:
        return pivot
    n -= numequal

    greater = [item for item in items if item > pivot]
    return select_nth(n, greater)

你可以简单地把它变成一个方法来寻找中位数:

def median(items):
    if len(items) % 2:
        return select_nth(len(items)//2, items)

    else:
        left  = select_nth((len(items)-1) // 2, items)
        right = select_nth((len(items)+1) // 2, items)

        return (left + right) / 2

这是非常未优化的,但即使是一个优化的版本也不太可能超过Tim Sort (CPython的内置排序),因为它真的很快。我以前试过,但失败了。

只要两行就够了。

def get_median(arr):
    '''
    Calculate the median of a sequence.
    :param arr: list
    :return: int or float
    '''
    arr = sorted(arr)
    return arr[len(arr)//2] if len(arr) % 2 else (arr[len(arr)//2] + arr[len(arr)//2-1])/2

这里有一个更干净的解决方案:

def median(lst):
    quotient, remainder = divmod(len(lst), 2)
    if remainder:
        return sorted(lst)[quotient]
    return sum(sorted(lst)[quotient - 1:quotient + 1]) / 2.

注:答案更改为在评论中加入建议。