378. Kth Smallest Element in a Sorted Matrix(java,优先队列)

时间:2022-02-15 22:34:46

题目:

Given a n x n matrix where each of the rows and columns are sorted in ascending order, find the kth smallest element in the matrix.

Example:

matrix = [
[ 1, 5, 9],
[10, 11, 13],
[12, 13, 15]
],
k = 8,
return 13.

分析:采用优先队列,自定义比较规则,使得最小元素排在队首。

代码:

//优先级队列,是从jdk1.5开始提供的新的数据结构接口
//如果不提供Comparator的话,优先队列中元素默认按自然顺序排列
//每次从队列中取出的是具有最高优先权的元素。
import java.util.PriorityQueue; /**
* 已知一个n*m的矩阵,每一行、每一列都是有序的。
* 求这个矩阵中第k小的元素
* @author i333083
*
*/
public class KthSmallestEleInSortedMatrix { public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub int[][] a = new int[][]{{1,5,9,11},{2,6,10,14},{3,7,13,15}};
System.out.println(kthSmallest(a,11));
} //求矩阵中第k小的元素
public static int kthSmallest(int[][] matrix,int k){
int rows = matrix.length; //矩阵的行数
int cols = matrix[0].length;//列数 //优先队列
PriorityQueue<Tuple> queue = new PriorityQueue<Tuple>(); //入队列 /**
* 这里有一个设计非常巧妙的地方,将第一行升序的序列先入队列,根据Tuple类型的定义,最小的元素将会在队首。
* 每当队首元素出队列后,都将其所在列的下一个元素入队列,直到最后一行;
* 这样,就可以比较一个元素的同一行与同一列中相邻的元素中哪个较小,从而保证队首元素始终是矩阵中所有元素的最小值
*/
for(int j = 0; j < cols; ++j)
queue.add(new Tuple(0,j,matrix[0][j]));
//进行k-1次出队、入队,最后队首元素一定是所有元素中的第k小
for(int i = 0; i < k - 1; ++i){
Tuple p = queue.poll(); //出队列
System.out.print(p.val + " ");
if(p.x == rows - 1) //若是最后,则没有元素需要入队列了
continue;
queue.add(new Tuple(p.x + 1,p.y,matrix[p.x + 1][p.y]));
} return queue.poll().val;
}
} //实现Comparable接口要覆盖compareTo方法, 在compareTo方法里面实现比较
//自定义一个数据结构-元组,继承自comparable接口
class Tuple implements Comparable<Tuple>{
int x;
int y;
int val;
public Tuple(int x,int y,int val){
this.x = x;
this.y = y;
this.val = val;
} @Override
public int compareTo(Tuple t){
return this.val - t.val; //若新加入的元素较小,则排在队首
}
}