洛谷 1631 序列合并 堆 解题报告

本文介绍了一种求两个有序序列中最小N个元素和的高效算法,利用优先队列维护最小值,并通过动态更新策略避免重复计算,确保输出结果的正确性。

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题目描述

有两个长度都是N的序列A和B,在A和B中各取一个数相加可以得到N^2个和,求这N^2个和中最小的N个。

输入输出格式

输入格式:

第一行一个正整数N;

第二行N个整数Ai,满足Ai<=Ai+1且Ai<=10^9;

第三行N个整数Bi, 满足Bi<=Bi+1且Bi<=10^9.

输出格式:

输出仅一行,包含N个整数,从小到大输出这N个最小的和,相邻数字之间用空格隔开。

【数据规模】

对于50%的数据中,满足1<=N<=1000;

对于100%的数据中,满足1<=N<=100000。

输入输出样例

输入样例#1:

3
2 6 6
1 4 8

输出样例#1:

3 6 7

思路

感觉STL还是很好用的。
先将a[1]+b[1],a[1]+b[2]+…..+a[1]+b[n]压入堆中,每次取出堆顶(维护小根堆),将a[i]改成a[i+1],压回堆中,鉴于刚开始时a,b均为单调向上,所以a[i]+b[j]必定优于a[i+1]+b[j],所以这种想法可以实现,而每次只动a而不动b则可保证没有重复。

代码

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<queue>
using namespace std;
const int N=1e5+5;
int n,a[N],b[N];
struct node
{
    int pos,sum;
    friend bool operator < (node a,node b)
    {return a.sum>b.sum;}
}k;
priority_queue<node> q;
inline int read()
{
    int x=0,f=1;char ch=getchar();
    while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    return x*f;
}
int main()
{
    n=read();
    for (int i=1;i<=n;i++)
    a[i]=read();
    for (int i=1;i<=n;i++)
    b[i]=read();
    sort(a+1,a+n+1);
    sort(b+1,b+n+1);
    for (int i=1;i<=n;i++)
    {
        k.pos=1;
        k.sum=a[i]+b[1];
        q.push(k);
    } 
    for (int sue=1;sue<=n;sue++)
    {
        node now=q.top();
        q.pop();
        if (now.pos+1<=n)//边界 
        {
            k.pos=now.pos+1;
            k.sum=now.sum-b[now.pos]+b[k.pos];//换成下一个 
            q.push(k);
        }
        printf("%d ",now.sum);
    }
    return 0;
}
### 洛谷 P1631 题目解析 洛谷 P1631 的题目名称为《序列合并》,其核心问题是给定两个长度均为 $ n $ 的升序排列数组,从中各取若干个数形成一个新的非降序列,求该新序列中的第 $ k $ 小的数值[^1]。 此问题可以通过优先队列(最小)来解决。以下是详细的思路: #### 思路分析 为了找到新的非降序列中的第 $ k $ 小值,可以利用多路归并的思想。具体来说: - 初始时将第一个数组的所有元素分别与第二个数组的第一个元素配对加入优先队列。 - 每次从优先队列中取出当前最小值,并将其对应的下一个可能组合加入队列。 - 这样操作直到取得第 $ k $ 小的值为止。 这种方法的时间复杂度主要由优先队列的操作决定,通常为 $ O(k \log k) $。 #### 实现代码 下面是一个基于上述方法的 C++ 实现代码: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; struct Node { long long val; int a_idx, b_idx; bool operator<(const Node& other) const { return val > other.val; // 定义小根 } }; int main() { ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0); int n, k; cin >> n >> k; vector<int> A(n), B(n); for(auto &x : A) cin >> x; for(auto &x : B) cin >> x; priority_queue<Node> pq; for(int i = 0; i < n && i < k; ++i){ pq.push({A[i] + B[0], i, 0}); } while(--k && !pq.empty()){ auto top = pq.top(); pq.pop(); if(top.b_idx + 1 < n){ pq.push({A[top.a_idx] + B[top.b_idx + 1], top.a_idx, top.b_idx + 1}); } } cout << (!pq.empty() ? pq.top().val : -1) << "\n"; } ``` 以上代码通过维护一个结构体 `Node` 来记录每一对 $(A_i, B_j)$ 和它们的和值,从而能够高效地获取所需的第 $ k $ 小值。 --- ###
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