堆or优先队列(洛谷1631 序列合并)

针对两个有序序列A和B,本篇介绍了一种高效算法,用于找出由两序列元素组合相加得到的N^2个和中最小的N个值。通过使用优先队列实现堆操作,每次选取当前最小值并更新其后续可能的更小组合,直至找到全部所需最小值。

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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.

【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。

输入样例#1:
3
2 6 6
1 4 8
输出样例#1:
3 6 7
就是一个堆的操作,将a中的所有数组和b中的第1个元素配对后加入到堆中,然后弹出堆顶的元素,并将他的后继加入堆中,直到弹出n个元素为止~
我们可以用STL中的优先队列来完成这个操作~
里面有一些函数符号重载的部分,如果不能理解的话可以把它背下来
 #include<bits/stdc++.h>
#define maxn 3000000
using namespace std;
int a[maxn],b[maxn]; 
int n;
 struct Num
{
	int x,y,num;
	bool operator < (const Num &comp) const
	{
		return num>comp.num;
	}//在结构体中直接重载小于运算符 
};

int main()
{
	cin>>n;
	for(int i=1;i<=n;i++)
		cin>>a[i];
	for(int i=1;i<=n;i++)
		cin>>b[i];
	Num s[n];
	for(int i=1;i<=n;i++)
		{s[i].x=i;s[i].y=1;s[i].num=a[i]+b[1];}
	priority_queue<Num> q;
	for(int i=1;i<=n;i++)
		q.push(s[i]);
	for(int i=1;i<=n;i++)
	{
		cout<<q.top().num<<" ";
		int aa=q.top().x,bb=q.top().y;
		q.pop();
		Num str;
		str.x=aa;str.y=bb+1;str.num=a[str.x]+b[str.y];
		q.push(str);
	}
	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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