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问题:

排序矩阵中的第k个最小元素

巫马化
2023-03-14

这是一个面试问题。

在具有排序行和列的矩阵中找到Kth最小元素。
Kth最小元素是a[i, j]中的一个,例如i j=K,这是否正确?

共有3个答案

林富
2023-03-14

这个问题可以通过二进制搜索和排序矩阵中的优化计数来解决。二进制搜索需要O(log(n))时间,对于每个搜索值,平均需要n次迭代才能找到小于搜索数的数字。二进制搜索的搜索空间限于矩阵中mat[0][0]处的最小值和mat[n-1][n-1]处的最大值。

为了更好的理解,你可以参考这个视频:

https://www.youtube.com/watch?v=G5wLN4UweAM

赵永新
2023-03-14

O(k log(k))解。

>

  • 建造一个垃圾堆。

    (0,0)添加到堆中。虽然我们还没有找到kth最小的元素,但是从堆中移除顶部的元素(x,y),然后添加接下来的两个元素[(x 1,y)(x,y 1)],如果它们以前没有被访问过的话。

    我们在大小O(k)的堆上执行O(k)操作,从而增加了复杂性。

  • 施同
    2023-03-14

    假的。

    考虑像这样的简单矩阵:

    1 3 5
    2 4 6
    7 8 9
    

    9是最大的(第九小的)元素。但是9在A[3,3],并且3 3!=9。(无论您使用什么索引约定,它都不可能是真的)。

    通过增量合并行,加上堆以高效地找到最小元素,可以在O(k logn)时间内解决这个问题。

    基本上,将第一列的元素放入堆中,并跟踪它们来自的行。在每一步中,从堆中移除最小元素,并从其所在的行中推送下一个元素(如果到达行的末尾,则不推送任何内容)。删除最小值和添加新元素都会消耗O(logn)。在第j步中,删除jth最小的元素,因此在k步之后,您将完成O(k logn)操作的总成本(其中n是矩阵中的行数)。

    对于上面的矩阵,您最初从堆中的1,2,7开始。您删除1并添加3(因为第一行是1 3 5)以获得2,3,7。您删除2并添加4以获得3,4,7。删除3并添加5以获得4,5,7。删除4并添加6以获得5,6,7。请注意,我们正在以全局排序的顺序删除元素。您可以看到,继续这个过程将在k次迭代后产生第k个最小的元素。

    (如果矩阵的行多于列,则对列进行操作以减少运行时间。)

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