排序矩阵中的从小到大第 k 个数
資深大佬 : zzzrf 3
在一个排序矩阵中找从小到大的第 k 个整数。 排序矩阵的定义为:每一行递增,每一列也递增。
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样例 1:
输入: [ [1 ,5 ,7], [3 ,7 ,8], [4 ,8 ,9], ] k = 4 输出: 5
样例 2:
输入: [ [1, 2], [3, 4] ] k = 3 输出: 3
算法:二分
题目中矩阵 n 行 m 列,每行每列都是单调的,我们可以按照行或者列做 把 n 行当成 n 个数组 即求 n 个有序数组里第 k 小值是多少
如果序列有序,则可以用一种更有效率的查找方法来查找序列中的记录,这就是折半查找法,又称为二分搜索。 折半查找的基本思想:减少一半的查找序列的长度,分而治之地进行关键字的查找。他的查找过程是:先确定待查找记录的所在的范围,然后逐渐缩小查找的范围,直至找到该记录为止(也可能查找失败)。 在最简单的形式中,二分查找对具有指定左索引和右索引的连续序列进行操作。这就是所谓的查找空间。二分查找维护查找空间的左、右和中间指示符,并比较查找目标或将查找条件应用于集合的中间值;如果条件不满足或值不相等,则清除目标不可能存在的那一半,并在剩下的一半上继续查找,直到成功为止。如果查以空的一半结束,则无法满足条件,并且无法找到目标。
本题思路
- 二分第 k 小的是多少 二分解决判定性问题 我们二分出来第 k 小是 x, 统计出有 num 个元素小于等于 x 如果 num≥k 我们就可以减小上界 否则就可以提高下界
- 对于二分出来的 x,判断有多少个元素是小于等于 x 的 我们可以先找元素大于 x 的,然后再用元素总个数减去大于 x 的元素个数 如何求有多少大于 x 的元素,我们可以再用一次二分查找 upperbound 函数,对 n 个数组都执行一次 upperbound 查找每个数组有多少比 x 大的
import java.util.Comparator;import java.util.PriorityQueue; public class Solution { public long calc(int x, int[][] matrix) { long num = 0; for(int i = 0; i < matrix.length; i++) { int left = -1, right = matrix[i].length, pos = -1; //二分 upper_bound 查找多少个比 x 大的 while(left + 1 < right) { int mid = left + (right - left) / 2; if(matrix[i][mid] > x) { right = mid; pos = mid; } else { left = mid; } } if(pos == -1) { num += 0; } else { num += matrix[i].length - pos; } } return num; } /** * @param matrix: a matrix of integers * @param k: An integer * @return: the kth smallest number in the matrix */ public int kthSmallest(int[][] matrix, int k) { // write your code here int left = matrix[0][0], right = matrix[0][0]; //矩阵行数 long n = matrix.length; //矩阵列数 long m = matrix[0].length; for(int i = 0; i < n; i++) { for(int j = 0; j < m; j++) { //确定二分上下界 left = Math.min(left, matrix[i][j]); right = Math.max(right, matrix[i][j]); } } left -= 1; right += 1; while(left + 1 < right) { //判定 mid 是不是第 k 小 int mid = left + (right - left) / 2; long num = calc(mid, matrix); //如果比 mid 小的超过 k 个,就可以缩小上界,否则提高下界 if(n * m - num >= (long)k) { right = mid; } else { left = mid; } } return right; } }
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