查找和最小的 K 对数字

查找和最小的 K 对数字

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给定两个以 非递减顺序排列 的整数数组 nums1nums2 , 以及一个整数 k

定义一对值 (u,v),其中第一个元素来自 nums1,第二个元素来自 nums2

请找到和最小的 k 个数对 (u<sub>1</sub>,v<sub>1</sub>),  (u<sub>2</sub>,v<sub>2</sub>) ... (u<sub>k</sub>,v<sub>k</sub>)

示例 1:

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4
输入: nums1 = [1,7,11], nums2 = [2,4,6], k = 3
输出: [1,2],[1,4],[1,6]
解释: 返回序列中的前 3 对数:
     [1,2],[1,4],[1,6],[7,2],[7,4],[11,2],[7,6],[11,4],[11,6]

示例 2:

1
2
3
4
输入: nums1 = [1,1,2], nums2 = [1,2,3], k = 2
输出: [1,1],[1,1]
解释: 返回序列中的前 2 对数:
     [1,1],[1,1],[1,2],[2,1],[1,2],[2,2],[1,3],[1,3],[2,3]

示例 3:

1
2
3
输入: nums1 = [1,2], nums2 = [3], k = 3
输出: [1,3],[2,3]
解释: 也可能序列中所有的数对都被返回:[1,3],[2,3]

提示:

  • 1 <= nums1.length, nums2.length <= 10<sup>5</sup>
  • -10<sup>9</sup> <= nums1[i], nums2[i] <= 10<sup>9</sup>
  • nums1nums2 均为升序排列
  • 1 <= k <= 1000

Discussion | Solution

解法

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struct Solution;

// @lc code=start
impl Solution {
    /// ## 解题思路
    /// - 堆
    /// 1. 先将所有nums1[i]+nums2[0]和对应下标(i,0)入小顶堆;
    /// 2. 每次先弹出堆顶元素, 并push到结果数组中;
    /// 3. 再将nums[i]+nums2[j+1]及下标入堆;
    /// 4. 循环k次,堆顶弹出的即为第k小数字对;
    pub fn k_smallest_pairs(nums1: Vec<i32>, nums2: Vec<i32>, k: i32) -> Vec<Vec<i32>> {
        use std::cmp::Reverse;
        use std::collections::BinaryHeap;
        let (m, n) = (nums1.len(), nums2.len());
        let mut res = vec![];
        let mut heap = BinaryHeap::with_capacity(m);

        for i in 0..m {
            heap.push(Reverse((nums1[i] + nums2[0], i, 0 as usize)));
        }

        for _ in 0..k {
            if let Some(Reverse((_sum, i, j))) = heap.pop() {
                res.push(vec![nums1[i], nums2[j]]);
                if j + 1 < n {
                    heap.push(Reverse((nums1[i] + nums2[j + 1], i, j + 1)));
                }
            }
        }

        res
    }
}
// @lc code=end

updatedupdated2024-08-252024-08-25