在C++中查找已排序行的矩阵的第K小和


假设我们有一个m * n矩阵,称为mat,以及一个整数k,mat的行按非递减顺序排序。我们可以从每一行中选择恰好一个元素来形成一个数组。我们必须找到所有可能的数组中第K小的数组和。

因此,如果输入类似于mat = [[1,3,11],[2,4,6]]

1
3
1
1
2
4
6

并且k = 5,则输出将为7,因为当我们从每一行选择一个元素时,前k个最小的和为[1,2],[1,4],[3,2],[3,4],[1,6]。这里的第5个和是7。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • 定义一个优先级队列pq

  • 定义一个二维数组m

  • 定义一个函数update(),它将接收一个数组v,i,ok并将其初始化为false,

  • 如果i与v的大小相同,则:

    • 如果ok为false,则:

      • 返回

    • 返回

    • 对于初始化j := 0,当j < v的大小时,更新(j递增1),执行:

      • sum := sum + m[j, v[j]]

    • 定义一个数组temp并将v复制到其中

    • 将sum插入到temp的开头

    • 将temp插入到pq中

    • 返回

  • (v[i]递增1)

  • 如果ok为false且v[i] < z,则:

    • update(v, i + 1, true)

  • update(v, i + 1, true)

  • update(v, i + 1, ok)

  • 从主方法执行以下操作:

  • m :+ 给定矩阵

  • ret := 0

  • n := m的行数

  • z := m的列数

  • 对于初始化i := 0,当i < n时,更新(i递增1),执行:

    • ret := ret + m[i, 0]

  • 定义一个大小为n的数组temp

  • 将ret插入到temp的开头

  • 将temp插入到pq中

  • 定义一个集合s

  • 当k不为零时,每次迭代k递减1,执行:

    • 定义一个数组temp = pq的顶部元素

    • 从pq中删除元素

    • 将temp插入到s中

    • ret := temp[0]

    • 从temp中删除temp的第一个元素

    • update(temp, 0)

    • 当(pq不为空且pq的顶部元素是s的成员)时,执行:

      • 从pq中删除元素

  • 返回ret

让我们看看下面的实现,以便更好地理解:

示例

在线演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct Cmp{
   bool operator()(vector <int>& a, vector <int>& b) {
      return !(a[0] < b[0]);
   }
};
class Solution {
   public:
   priority_queue<vector<int>, vector<vector<int> >, Cmp> pq;
   vector<vector<int> > m;
   int z;
   void update(vector<int>& v, int i, bool ok = false){
      if (i == v.size()) {
         if (!ok)
         return;
         int sum = 0;
         for (int j = 0; j < v.size(); j++) {
            sum += m[j][v[j]];
         }
         vector<int> temp(v.begin(), v.end());
         temp.insert(temp.begin(), sum);
         pq.push(temp);
         return;
      }
      v[i]++;
      if (!ok && v[i] < z)
      update(v, i + 1, true);
      v[i]--;
      update(v, i + 1, ok);
   }
   int kthSmallest(vector<vector<int> >& m, int k){
      this->m = m;
      int ret = 0;
      int n = m.size();
      z = m[0].size();
      for (int i = 0; i < n; i++) {
         ret += m[i][0];
      }
      vector<int> temp(n);
      temp.insert(temp.begin(), ret);
      pq.push(temp);
      set<vector<int> > s;
      while (k--) {
         vector<int> temp = pq.top();
         pq.pop();
         s.insert(temp);
         ret = temp[0];
         temp.erase(temp.begin());
         update(temp, 0);
         while (!pq.empty() && s.count(pq.top())) {
            pq.pop();
         }
      }
      return ret;
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<vector<int>> v = {{1,3,11},{2,4,6}};
   cout << (ob.kthSmallest(v, 5));
}

输入

{{1,3,11},{2,4,6}}

输出

7

更新于:2020年6月9日

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