Kth Smallest Sum In Two Sorted Arrays

Hard
Given two integer arrays sorted in ascending order and an integer k. Define sum = a + b, where a is an element from the first array and b is an element from the second one. Find the kth smallest sum out of all possible sums.

Example
Given [1, 7, 11]
and [2, 4, 6].
For k = 3, return 7.
For k = 4, return 9.
For k = 8, return 15.

Challenge
Do it in either of the following time complexity:
O(k log min(n, m, k)). where n is the size of A, and m is the size of B.
O( (m + n) log maxValue). where maxValue is the max number in A and B.

我自己用的maxHeap的暴力解:

public class Solution {
    
    /*
     * @param A: an integer arrays sorted in ascending order
     * @param B: an integer arrays sorted in ascending order
     * @param k: An integer
     * @return: An integer
     */
    public int kthSmallestSum(int[] A, int[] B, int k) {
        // write your code here
        int n = A.length;
        int m = B.length;
        PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>(n + m, maxHeap);
        for (int i = 0; i < n; i++){
            for (int j = 0; j < m; j++){
                int sum = A[i] + B[j];
                pq.add(sum);
            }
        }
        while (pq.size() > k){
            pq.poll();
        }
        return pq.poll(); 
    }
    private Comparator<Integer> maxHeap = new Comparator<Integer>(){
        public int compare(Integer a, Integer b){
            return b - a;
        }
    };
}

但是这个方法time complexity是O(N2)的,因为用了两层for循环把所有的元素都加到了heap里。而Challenge里要求的是
O(k log min(n, m, k)). where n is the size of A, and m is the size of B.
O( (m + n) log maxValue). where maxValue is the max number in A and B.

把问题转化成很类似kth smallest number in sorted matrix. 我们从A[0],B[0]开始放进heap, 很明显每次放进去都是最小的。然后每次poll()出来的时候,加上它的“坐标”的(x + 1, y)和(x , y + 1),这样poll()掉k - 1个,拿出来的就是最小的k - 1个sum. 最后再peek()的就是Kth Smallest Sum.

Submit 1: (一直没发现错在了哪儿)


Screen Shot 2017-09-29 at 2.55.41 PM.png

后来请教群里的人发现是String的处理细节出了问题:1 + "," + 3 + 1 得到的是 1,31而不是1,4

AC:

Screen Shot 2017-09-29 at 3.12.30 PM.png
public class Solution {
    public class Point{
        int x;
        int y;
        int sum;
        public Point(int x, int y, int sum){
            this.x = x;
            this.y = y;
            this.sum = sum;
        }
    }
    /*
     * @param A: an integer arrays sorted in ascending order
     * @param B: an integer arrays sorted in ascending order
     * @param k: An integer
     * @return: An integer
     */
    public int kthSmallestSum(int[] A, int[] B, int k) {
        // write your code here
        if (A == null || B == null || A.length == 0 || B.length == 0 || k < 0){
            return - 1;
        }
        int n = A.length;
        int m = B.length;
        PriorityQueue<Point> pq = new PriorityQueue<>(k, minHeap);
        HashSet<String> visited = new HashSet<>();
        Point p = new Point(0, 0, A[0] + B[0]);
        pq.offer(p);
        visited.add(p.x + "," + p.y);
        for (int i = 0; i < k - 1; i++){
            Point pt = pq.poll();
            if (pt.x + 1 < n && pt.y < m && !visited.contains((pt.x+1) + "," + pt.y) ){
                visited.add((pt.x+1) + "," + pt.y);
                pq.offer(new Point(pt.x + 1, pt.y, A[pt.x + 1] + B[pt.y]));
            }
            if (pt.x < n && pt.y + 1 < m && !visited.contains(pt.x + "," + (pt.y+1))){
                visited.add(pt.x + "," + (pt.y+1));
                pq.offer(new Point(pt.x, pt.y + 1, A[pt.x] + B[pt.y + 1]));
            }
        }
        return pq.peek().sum;
    }
    
    private Comparator<Point> minHeap = new Comparator<Point>(){
        public int compare(Point a, Point b){
            return a.sum - b.sum;
        }
    };
}

注意一下时间复杂度的分析,显示PriorityQueue里面各个操作的Big O:

What is time complexity for offer, poll and peek methods in priority queue Java?
Answer: Time complexity for the methods offer & poll is O(log(n)) and for the peek() it is Constant time O(1).

NOTES:

 In Java programming, Java Priority Queue is implemented using Heap         
 Data Structures and Heap has O(log(n)) time complexity to insert and 
 delete element.
 Offer() and add() methods are used to insert the element in the queue.
 Poll() and remove() is used to delete the element from the queue.
 Element retrieval methods i.e. peek() and element(), that are used to 
 retrieve elements from the head of the queue is constant time i.e. O(1).
 contains(Object)method that is used to check if a particular element is 
 present in the queue, have leaner time complexity i.e. O(n).

所以每一次poll()需要logn,这里的n指的是pq里的元素个数,我们直到所有的sum个数只能是min(m,n) 同时pq的size limit是k, 所以我们每一次poll()需要log min(m,n,k), for循环k次,所以时间复杂度是O(k.log(min(m,n,k))

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,530评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 86,403评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,120评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,770评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,758评论 5 367
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,649评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,021评论 3 398
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,675评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,931评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,659评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,751评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,410评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,004评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,969评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,203评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,042评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,493评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 背景 一年多以前我在知乎上答了有关LeetCode的问题, 分享了一些自己做题目的经验。 张土汪:刷leetcod...
    土汪阅读 12,719评论 0 33
  • 《英雄要素》:执行力,远见卓识,声望。 《潜鱼在渊》:明日之弄潮。
    暮雨骄阳阅读 171评论 0 3
  • 心软,是一种不公平的善良, 成全了别人, 委屈了自己, 有时口是心非,明明说着, 却心里暗暗疼痛。 不是不介意,而...
    展源教育托管阅读 432评论 0 0
  • 有时你的也是他的,他的也是你的。他人栽下一棵树,同时你也享受到一份树的绿色、清凉与他所净化的空气,这树不也等于...
    萌蠢的春天阅读 198评论 0 0