js 有序矩阵中第K小的元素

    技术2022-07-12  117

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    找规律查找演示更一般的例子 给定一个 n x n 矩阵,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。

    找规律

    这是力扣网站的一道题,题目给了一个例子 matrix = [ [ 1, 5, 9], [10, 11, 13], [12, 13, 15] ], k = 8 我们把它拆分成这样几个矩阵

    [1][ [ 1, 5] [10, 11] ][ [ 1, 5, 9], [10, 11, 13], [12, 13, 15] ]

    我们会发现每个矩阵最后一个元素会是这个矩阵里值最大的元素,我们要找第8小的元素,第一个矩阵只有1个元素,第二个矩阵有4个元素,所以不在这两个矩阵里,第三个矩阵有9个元素,所以我们要找的肯定是图中标亮的几个元素的一个

    查找

    规律找到了以后,接下来要解决的就是怎么查找了 如果我们用暴力查找的话,也可以做出来,但是时间复杂度会比较大,所以我们思考还有没有别的更加快的查找方式 我们知道,二分查找是效率比较高的查找方式,但它需要数组有序,我们观察题目,会发现其实这个二维数组其实是相对有序的(其实我觉得题目给的例子还是比较特殊的,这个等会再说) 这里用二分查找的思路是:找到这个二维数组的中间值,(不是中间索引号,这里跟一维数组的情况不太一样),然后求出这个中间值是第几小的元素,如果比k大,那么说明k指向的数在它的“前边”,否则在它的“后边”

    var kthSmallest = function(matrix, k) { let n = matrix.length; if(k > n * matrix[0].length || !matrix) return 0; let low_v = matrix[0][0]; let high_v = matrix[n-1][n-1]; //用二分查找的原理 while(low_v <= high_v){ let mid_v = Math.floor((low_v + high_v) / 2); let rank = getRank(matrix, mid_v); //rank记mid_v是第几大的元素 if(rank < k){ low_v = mid_v + 1; } else{ high_v = mid_v - 1; } } return low_v; }; function getRank(matrix, value){ let n = matrix.length; let rank = 0; let i = 0, j = n - 1; //i为行,j为列 while(i < n && j >= 0){ if(value >= matrix[i][j]){ //比当前行的最大值还要大,就比较下一行 rank += j + 1; i++; } else{ //比当前行最大值小,留在当前行继续比较 j--; } } return rank; };

    演示

    matrix = [ [ 1, 5, 9], [10, 11, 13], [12, 13, 15] ], k = 8

    应用前面找出的规律,最小值为1,最大值为15,中间值为8求8的级别,先看第0行最后一个元素9,8<9说明8应该在第0行和第0行倒数第2个元素5比,8>5,计算rank为2再看下一行,现在是8和matrix[1][1]比,8<11,和matrix[1][0]比,8<10,j–后小于0了,查找结束,返回rank,所以k指向的数在后半部分下一次查找,最小值为9,最大值为15,中间值为12,同样的方法,比较顺序为9->13->11->13->12,返回rank为6下一次查找,最小值为13,最大值为15,中间值为14,比较顺序为9->13->15->13,返回rank值为8,rank不小于k结束,要求的就是最小值13

    更一般的例子

    matrix = [ [ 1, 3, 5], [2, 4, 9], [7, 8, 10] ], k = 8 1.low_v=1,high_v=10,mid_v=5 matrix = [ [ 1, 3, 5], [2, 4, 9], [7, 8, 10] ] rank = 3 + 2 < 8 2.low_v=6,high_v=10,mid_v=8 matrix = [ [ 1, 3, 5], [2, 4, 9], [7, 8, 10] ] rank = 3 + 2 + 2 < 8 3.low_v=9,high_v=10,mid_v=9 matrix = [ [ 1, 3, 5], [2, 4, 9], [7, 8, 10] ] rank = 3 + 3 + 2 = 8, 即要求的是9

    Processed: 0.020, SQL: 9