题目1534:数组中第K小的数字 数值逼近的方法

题目描述:

给定两个整型数组A和B。我们将A和B中的元素两两相加可以得到数组C。
譬如A为[1,2],B为[3,4].那么由A和B中的元素两两相加得到的数组C为[4,5,5,6]。
现在给你数组A和B,求由A和B两两相加得到的数组C中,第K小的数字。

输入:

输入可能包含多个测试案例。
对于每个测试案例,输入的第一行为三个整数m,n, k(1<=m,n<=100000, 1<= k <= n *m):n,m代表将要输入数组A和B的长度。
紧接着两行, 分别有m和n个数, 代表数组A和B中的元素。数组元素范围为[0,1e9]。

输出:

对应每个测试案例,
输出由A和B中元素两两相加得到的数组c中第K小的数字。

样例输入:
2 2 3
1 2
3 4
3 3 4
1 2 7
3 4 5
样例输出:
5
6
推荐指数:※※※

来源:http://ac.jobdu.com/problem.php?pid=1534

题目出来之后,比较的茫然是看了@鬼M的题解报告(http://t.jobdu.com/thread-101867-1-1.html),很佩服,二分逼近的方法在http://blog.csdn.net/zhu_liangwei/article/details/8974127这道算radix的题目中也要到,但当时还是没有掌握其中的精髓。

鬼M:我们可以用二分逼近。
二分一个答案X
然后统计一下生成的序列中<=X的有多少个。
如果个数>=K,那么这是一个可能的解,记录一下。
然后我们往小的逼近。
如果<K说明当前的答案不够大。
要往大的逼近。
计算比X小的数字有多少个可以利用数组的单调性来做。
先对a,b数字从小到大排序。
然后枚举a中的元素a,统计一下b中有多少个和a加起来是<=X的。
a<=a[i+1]那么b中的符合的个数将会单调不增。
这样验证的复杂度就是O(n+m)了。

其中有几个细节要注意:

1.统计出来的的是不大于X的数字有多少个。

2.在二分逼近的时候要注意,由于可能在a,b的和中存在相等的数字,也就是说,不大于X的数的个数大于k,但位置为k的数sum[k]仍有可能为X。sum[k]=sum[k+1]=X.

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
using namespace std;
int compare(const void *a,const void *b){
    return *(long long *)a-*(long long *)b;
} 
long long count_num(long long val,long long *a,long long *b,long long m,long long n){//the number of no greater than val
    long long i,j,ret;
    ret=0;
    j=n-1;
    for(i=0;i<m;i++){
        while(j>=0&&a[i]+b[j]>val)
            j--;
        ret+=j+1;
    }
    return ret;
}
int  main(){
    long long m,n,k,i;
    while(scanf("%ld%ld%ld",&m,&n,&k)!=EOF){
        long long *a=new long long [m];
        long long *b=new long long [n];
        qsort(a,m,sizeof(long long),compare);
        qsort(b,n,sizeof(long long),compare);
        for(i=0;i<m;i++)
            scanf("%ld",&a[i]);
        for(i=0;i<n;i++)
            scanf("%ld",&b[i]);
        long long low=a[0]+b[0],high=a[m-1]+b[n-1],res=-1;
        while(low<=high){
            long long mid=low+((high-low)>>1);
            long long tmp= count_num(mid,a,b,m,n);
            if(tmp>=k){//may sum[k]=sum[k+1],but count_num only return not greater then mid
                //thus tmp>k alse may the result of query
                res=mid;
                high=mid-1;
            }
            else if(tmp<k)
                low=mid+1;
        }
        printf("%lld\n",res);
    }
    return 0;
}


参考:题目2的讲解:http://t.jobdu.com/thread-101867-1-1.html

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