[LeetCode] 786. K-th Smallest Prime Fraction 第K小的质分数
A sorted list A contains 1, plus some number of primes. Then, for every p < q in the list, we consider the fraction p/q.
What is the K-th smallest fraction considered? Return your answer as an array of ints, where answer[0] = pand answer[1] = q.
Examples:
Input: A = [1, 2, 3, 5], K = 3
Output: [2, 5]
Explanation:
The fractions to be considered in sorted order are:
1/5, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3.
The third fraction is 2/5. Input: A = [1, 7], K = 1
Output: [1, 7]
Note:
Awill have length between2and2000.- Each
A[i]will be between1and30000. Kwill be between1andA.length * (A.length - 1) / 2.
这道题给了我们一个有序数组,里面是1和一些质数,说是对于任意两个数,都可以组成一个 [0, 1] 之间分数,让求第K小的分数是什么,题目中给的例子也很好的说明了题意。那么最直接暴力的解法就是遍历出所有的分数,然后再进行排序,返回第K小的即可。但是这种无脑暴力搜索的方法 OJ 是不答应的,无奈,只能想其他的解法。由于数组是有序的,所以最小的分数肯定是由第一个数字和最后一个数字组成的,而接下来第二小的分数就不确定是由第二个数字和最后一个数字组成的,还是由第一个数字跟倒数第二个数字组成的。这里用一个最小堆来存分数,那么每次取的时候就可以将最小的分数取出来,由于前面说了,不能遍历所有的分数都存入最小堆,那么该怎么办呢,可以先存n个,哪n个呢?其实就是数组中的每个数字都和最后一个数字组成的分数。由于需要取出第K小的分数,那么在最小堆中取K个分数就可以了,第一个取出的分数就是那个由第一个数字和最后一个数字组成的最小的分数,然后就是精髓所在了,此时将分母所在的位置前移一位,还是和当前的分子组成新的分数,这里即为第一个数字和倒数第二个数字组成的分数,存入最小堆中,那么由于之前已经将第二个数字和倒数第一个数字组成的分数存入了最小堆,所以不用担心第二小的分数不在堆中,这样每取出一个分数,都新加一个稍稍比取出的大一点的分数,这样取出了第K个分数即为所求,参见代码如下:
解法一:
class Solution {
public:
vector<int> kthSmallestPrimeFraction(vector<int>& A, int K) {
priority_queue<pair<double, pair<int, int>>> q;
for (int i = ; i < A.size(); ++i) {
q.push({-1.0 * A[i] / A.back(), {i, A.size() - }});
}
while (--K) {
auto t = q.top().second; q.pop();
--t.second;
q.push({-1.0 * A[t.first] / A[t.second], {t.first, t.second}});
}
return {A[q.top().second.first], A[q.top().second.second]};
}
};
其实这道题比较经典的解法是用二分搜索法 Binary Search,使用的二分搜索法是博主归纳总结帖 LeetCode Binary Search Summary 二分搜索法小结 中的第四种,即二分法的判定条件不是简单的大小关系,而是可以抽离出子函数的情况,下面来看具体怎么弄。这种高级的二分搜索法在求第K小的数的时候经常使用,比如 Kth Smallest Element in a Sorted Matrix,Kth Smallest Number in Multiplication Table,和 Find K-th Smallest Pair Distance 等。思路都是用 mid 当作 candidate,然后统计小于 mid 的个数 cnt,和K进行比较,从而确定折半的方向。这道题也是如此,mid 为候选的分数值,刚开始时是 0.5,然后需要统计出不大于 mid 的分数都个数 cnt,同时也需要找出最接近 mid 的分数,当作返回的候选值,因为一旦 cnt 等于K了,直接将这个候选值返回即可,这个候选值分数是由p和q来表示的,其中p表示分子,初始化为0,q表示分母,初始化为1(因为除数不能为0),在内部的 while 循环退出时,分数 A[i]/A[j] 就是最接近 mid 的候选者,此时假如 p/q 要小于 A[i]/A[j],就要分别更新p和q。否则如果 cnt 小于K,说明应该增大一些 mid,将 left 赋值为 mid,反之如果 cnt 大于K,需要减小 mid,将 right 赋值为 mid,参见代码如下:
解法二:
class Solution {
public:
vector<int> kthSmallestPrimeFraction(vector<int>& A, int K) {
double left = , right = ;
int p = , q = , cnt = , n = A.size();
while (true) {
double mid = left + (right - left) / 2.0;
cnt = ; p = ;
for (int i = , j = ; i < n; ++i) {
while (j < n && A[i] > mid * A[j]) ++j;
cnt += n - j;
if (j < n && p * A[j] < q * A[i]) {
p = A[i];
q = A[j];
}
}
if (cnt == K) return {p, q};
if (cnt < K) left = mid;
else right = mid;
}
}
};
Github 同步地址:
https://github.com/grandyang/leetcode/issues/786
类似题目:
Find K Pairs with Smallest Sums
Kth Smallest Element in a Sorted Matrix
Kth Smallest Number in Multiplication Table
Find K-th Smallest Pair Distance
参考资料:
https://leetcode.com/problems/k-th-smallest-prime-fraction/
https://leetcode.com/problems/k-th-smallest-prime-fraction/discuss/115531/C++-9lines-priority-queue
LeetCode All in One 题目讲解汇总(持续更新中...)
[LeetCode] 786. K-th Smallest Prime Fraction 第K小的质分数的更多相关文章
- [LeetCode] K-th Smallest Prime Fraction 第K小的质分数
A sorted list A contains 1, plus some number of primes. Then, for every p < q in the list, we co ...
- 786. K-th Smallest Prime Fraction
A sorted list A contains 1, plus some number of primes. Then, for every p < q in the list, we co ...
- [Swift]LeetCode786. 第 K 个最小的素数分数 | K-th Smallest Prime Fraction
A sorted list A contains 1, plus some number of primes. Then, for every p < q in the list, we co ...
- [LeetCode] 719. Find K-th Smallest Pair Distance 找第K小的数对儿距离
Given an integer array, return the k-th smallest distance among all the pairs. The distance of a pai ...
- Java实现 LeetCode 786 第 K 个最小的素数分数(大小堆)
786. 第 K 个最小的素数分数 一个已排序好的表 A,其包含 1 和其他一些素数. 当列表中的每一个 p<q 时,我们可以构造一个分数 p/q . 那么第 k 个最小的分数是多少呢? 以整数 ...
- 【LeetCode】1022. Smallest Integer Divisible by K 解题报告(Python)
作者: 负雪明烛 id: fuxuemingzhu 个人博客: http://fuxuemingzhu.cn/ 目录 题目描述 题目大意 解题方法 日期 题目地址:https://leetcode.c ...
- 【LeetCode】230. 二叉搜索树中第K小的元素 Kth Smallest Element in a BST
作者: 负雪明烛 id: fuxuemingzhu 个人博客: http://fuxuemingzhu.cn/ 公众号:负雪明烛 本文关键词:算法题,刷题,Leetcode, 力扣,二叉搜索树,BST ...
- 【leetcode】378. Kth Smallest Element in a Sorted Matrix(TOP k 问题)
Given an n x n matrix where each of the rows and columns is sorted in ascending order, return the kt ...
- Leetcode 1015. Smallest Integer Divisible by K
思路显然是暴力枚举. 但是两个问题: 1.当1的位数非常大时,模运算很费时间,会超时. 其实每次不用完全用'11111...'来%K,上一次的余数*10+1后再%K就行. 证明: 令f(n)=1111 ...
随机推荐
- 【linux】查看GPU使用率
nvidia-smi -l 1 每秒刷新一次
- 《一起学mysql》2
事务 爸妈让往他们银行卡里转点儿钱,可是我这钱全在支付宝里,爸妈又没有支付宝,只能从支付宝里转给他 们了,假如转账过程中,支付宝扣款成功了,但是银行系统崩溃了,钱没转进去,这咋整?我的大洋就这样 ...
- servlet中的IllegalStateException
IllegalStateException在java web开发中比较常见,IllegalStateException的根本原因是java servlet在提交响应后,还尝试写内容. 所以避免Ille ...
- SqlBulkCopy将DataTable中的数据批量插入数据库中
#region 使用SqlBulkCopy将DataTable中的数据批量插入数据库中 /// <summary> /// 注意:DataTable中的列需要与数据库表中的列完全一致.// ...
- MySQL分析数据运行状态利器【show full processlist】
原文地址:https://www.cnblogs.com/shihuc/p/8733460.html 今天的主角是: SHOW [FULL] PROCESSLIST show full process ...
- virtualbox的安装与使用、安装镜像创建虚拟机
1.官网:https://www.virtualbox.org/ 然后呢,点击下载: 开始安装virtualbox: 双击安装.详细安装过程见:https://baijiahao.baidu.com/ ...
- python验证码处理(1)
目录 一.普通图形验证码 这篇博客及之后的系列,我会向大家介绍各种验证码的识别.包括普通图形验证码,极验滑动验证码,点触验证码,微博宫格验证码. 一.普通图形验证码 之前的博客已向大家介绍了简 ...
- python数据挖掘介绍
目录 一:什么是数据挖掘 二:数据挖掘的基本任务 三:数据挖掘流程 四:数据挖掘建模工具 在python对数据的处理方式中,数据挖掘和数据分析是两个重要的方式,目的是为了从数据中获取具有科研或者商 ...
- 小鸟初学Shell编程(二)编写简单的Shell脚本
Shell脚本 编写Python.PHP脚本通常需要掌握语言的函数,那么Shell脚本则不需要,只需要掌握Linux命令就可以编写Shell脚本,因为Shell脚本就是由多个Linux命令组成,通过将 ...
- (九)分布式服务----Zookeeper注册中心
==>>点击查看本系列文章目录 首先看一下几种注册中心: 最老的就是Zookeeper了, 比较新的有Eureka,Consul 都可以做注册中心.可以自行搜索对比三者的优缺点. Zook ...