力扣练习——19 查找和最小的K对数字

1.问题描述

给定两个以升序排列的整形数组 nums1 和 nums2, 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。

找到和最小的 k 对数字 (u1,v1), (u2,v2) ... (uk,vk)，按从小到大的顺序输出它们的和。

 

示例 1:

输入: nums1 = [1,7,11], nums2 = [2,4,6], k = 3

输出: 因为前三对是：[1,2],[1,4],[1,6]，所以输出3，5，7

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:

输入: nums1 = [1,1,2], nums2 = [1,2,3], k = 2

输出: 2, 2

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:

输入: nums1 = [1,2], nums2 = [3], k = 3 

输出: 总共只有两对：[1,3],[2,3]，所以输出4, 5

解释: 也可能序列中所有的数对都被返回:[1,3],[2,3]

 

可使用以下main函数：

int main()

{

    int n,m,data,k;

    vector<int> nums1,nums2;

    cin>>n;

    for(int i=0; i<n; i++)

    {

        cin>>data;

        nums1.push_back(data);

    }

    cin>>m;

    for(int i=0; i<m; i++)

    {

        cin>>data;

        nums2.push_back(data);

    }

    cin>>k;

    vector<vector<int> > res=Solution().kSmallestPairs(nums1,nums2,k);

    for(int i=0; i<res.size(); i++)

    {

        if (i>0)

            cout<<" ";

        cout<<res[i][0]+res[i][1];

    }

    return 0;

}

 

2.输入说明

首先输入nums1的长度n，然后输入n个整数

再输入nums2的长度m，然后输入m个整数

最后输入k

3.输出说明

按从小到大的顺序输出k对数字的和（注意：可能不足k对）

4.范例

输入

3
1 7 11
3
2 4 6
3

输出

3 5 7

5.代码

#include<iostream>
#include<queue>
#include<algorithm>
#include<map>
using namespace std;

class Solution
{

public:

    vector <vector<int>> kSmallestPairs(vector<int>&nums1, vector<int>&nums2, int k)
{
        //思想：利用优先队列实现小顶堆 ，nums1和nums2都是有序递增的
        //1.定义比较函数
        auto cmp = [&nums1, &nums2](const pair<int, int> & a, const pair<int, int> & b) {
            return nums1[a.first] + nums2[a.second] > nums1[b.first] + nums2[b.second];//注意这里是大于
        };
        //2.计算nums1和nums2长度
        int n = nums1.size();
        int m = nums2.size();
        vector<vector<int>> ans;//输出结果
        //3.定义优先级队列
        priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, decltype(cmp)> pq(cmp);// decltype 是类型说明符，它的作用是选择并返回操作数的数据类型
        //4.避免元素重复插入问题 
        //将前 K个索引数对(0, 0), (1, 0),···，(k - 1, 0)(0, 0), (1, 0), …, (k−1, 0) 加入到队列中，每次从队列中取出元素(x, y)(x, y) 时，
        //我们只需要将nums2的索引增加即可，这样避免了重复加入元素的问题。
        for (int i = 0; i < min(k, n); i++) {
            pq.emplace(i, 0);//emplace_back能通过参数构造对象，不需要拷贝或者移动内存，相比push_back能更好地避免内存的拷贝与移动，使容器插入元素的性能得到进一步提升。
        }
        while (k-- > 0 && !pq.empty()) {
            auto x = pq.top().first;//auto存储在堆栈中，只有程序执行这些代码块时这种自动变量才会被创建，代码块执行结束后自动变量便被释放。
            auto y = pq.top().second;
            pq.pop();
            ans.emplace_back(initializer_list<int>{nums1[x], nums2[y]});//这里initializer_list<int>不能少
            //push_back()方法要调用构造函数和复制构造函数，这也就代表着要先构造一个临时对象，然后把临时的copy构造函数拷贝或者移动到容器最后面。
            //而emplace_back()在实现时，则是直接在容器的尾部创建这个元素，省去了拷贝或移动元素的过程。
            if (y + 1 < m) {
                pq.emplace(x, y + 1);//将nums2的索引递增
            }
        }

        return ans;

    
}
};



int main()

{

    int n, m, data, k;

    vector<int> nums1, nums2;

    cin >> n;

    for (int i = 0; i < n; i++)

    {

        cin >> data;

        nums1.push_back(data);

    }

    cin >> m;

    for (int i = 0; i < m; i++)

    {

        cin >> data;

        nums2.push_back(data);

    }

    cin >> k;

    vector<vector<int> > res = Solution().kSmallestPairs(nums1, nums2, k);

    for (int i = 0; i < res.size(); i++)

    {

        if (i > 0)

            cout << " ";

        cout << res[i][0] + res[i][1];

    }

    return 0;

}