19-二分-值域二分-有序矩阵中第 K 小的元素

这是二分法的第19篇算法,力扣链接。

给你一个 n x n矩阵 matrix ,其中每行和每列元素均按升序排序,找到矩阵中第 k 小的元素。

请注意,它是 排序后 的第 k 小元素,而不是第 k 个 不同 的元素。

你必须找到一个内存复杂度优于 O(n2) 的解决方案。

示例 1:

复制代码
输入:matrix = [[1,5,9],[10,11,13],[12,13,15]], k = 8
输出:13
解释:矩阵中的元素为 [1,5,9,10,11,12,13,13,15],第 8 小元素是 13

这道题很抽象,他告诉我们行和列都是有序的。但是不代表下一列一定大于上一行。

老规矩,直接上暴力法,先把所有数字存起来然后排序。

Go 复制代码
func kthSmallest(matrix [][]int, k int) int {
	nums := make([]int, len(matrix)*len(matrix[0]))
	index := 0
	for _, row := range matrix {
		for _, num := range row {
			nums[index] = num
			index++
		}
	}
	sort.Ints(nums)
	return nums[k-1]
}

那这道题二分法怎么搞呢?

首先明确,无论这个分布怎么诡异,在matrix00的数一定matrixlen(matrix)-1len(matrix\[0)-1]的数小。我门可以利用这两个值当作边界,往中间找mid,移动左右边界的逻辑可以根据小于等于mid的数的多少。当左右指针相等的时候返回指针就可以了。

这时候还会有一个疑问,当左右指针相等的时候,那个边界的值真的存在吗,这个值不是根据mid左右移动算出来的吗。

其实很简单,求出矩阵元素排序后,把矩阵分成两份,且使得前一份包含k个元素的数值范围左边界值(满足条件的数值可能是个范围,有些值不存在矩阵中,但这个左边界值一定在矩阵中)。可以尝试去推导一下,会发现这个结论是存在的。

上代码:

Go 复制代码
func kthSmallest(matrix [][]int, k int) int {
	l, r := matrix[0][0], matrix[len(matrix)-1][len(matrix[0])-1]
	for l <= r {
		mid := l + (r-l)/2
		if count(mid, matrix) < k {
			l = mid + 1
		} else {
			r = mid - 1
		}
	}
	return l
}

func count(mid int, matrix [][]int) int {
	result, x, y := 0, len(matrix)-1, 0
	for x >= 0 && y < len(matrix[0]) {
		if matrix[x][y] <= mid {
			result += x + 1
			y++
		} else {
			x--
		}
	}
	return result
}

这个count是有点学问的,这个是一列一列的加数字,梯形的方式加。

相关推荐
千里码aicood8 分钟前
基于CART算法的图书分类系统设计与实现
数据库·算法·分类
做cv的小昊38 分钟前
【World Model】π0.5:a Vision-Language-Action Model with Open-World Generalization
人工智能·算法·机器学习·大模型·多模态·vla·世界模型
لا معنى له1 小时前
World-In-World: World Models in a Closed-Loop World
算法
Discipline10293 小时前
尼泊尔河流流量:天气驱动的预测与高流量风险
人工智能·算法
XuCoder4 小时前
改一个数,右边全得重算,这题怎么扛住两万次查询
算法
小羊没烦恼!4 小时前
在Scrum中实施敏捷建模
java·开发语言·windows·算法·c#
weixin_307779134 小时前
基于睿擎工业开发平台的预训练视觉模型轻量化适配与低代码部署优化
开发语言·算法
hold?fish:palm5 小时前
45 二叉树的右视图
开发语言·c++·算法
粤鼎恒业5 小时前
惠州工厂电子料回收厂家推荐:从交接单反推筛选标准
大数据·数据库·算法·硬件架构·硬件工程·pcb工艺·材料工程