C++ / ACM 自学笔记 · v5.0

P1631 序列合并

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对应章节:一、C++ 语法基础 → (十五) STL:容器、迭代器与算法。

(一) 任务与输出目标

从两个非降序列的所有两两之和中,输出最小的 n 个,保留重复位置形成的和。

(二) 建模与推导

固定 A 的一个位置 i,A[i]+B[0], A[i]+B[1], ... 就是一条有序链。n 条链一起合并:先把每条链的第一项放入小根堆,弹出最小项后,仅把同一条链的下一项放入。每个尚未输出的链都有一个最小候选在堆中,因此每次堆顶都是全体剩余项的最小值;重复和属于不同位置,仍分别输出。

(三) 手算与过程

A=1,3,B=2,4:两条链为 3→5 和 5→7,依次弹出 3、5。

按具体数据展开的处理与返回过程

(四) 带注释实现

完整源文件

#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
#define endl '\n'
using namespace std;

void solve() {
    int n;
    cin >> n;
    vector<int> a(n), b(n);
    for (auto& x : a)
        cin >> x;
    for (auto& x : b)
        cin >> x;
    using State = tuple<int, int, int>; // 保存和、A 的位置、B 的位置。
    priority_queue<State, vector<State>, greater<State>> heap;
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        heap.emplace(a[i] + b[0], i, 0);
    for (int k = 0; k < n; ++k) {
        auto [sum, i, j] = heap.top();
        heap.pop();
        cout << sum << ' ';
        if (j + 1 < n)
            heap.emplace(a[i] + b[j + 1], i, j + 1); // 只推进被取走的那条链。
    }
    cout << '\n';
}

signed main() {
    ios::sync_with_stdio(false); // 关闭同步,使用 cin 与 cout 完成输入输出。
    cin.tie(0), cout.tie(0);

    int T = 1; // 本题读入一组数据。
    // cin >> T; // 题目给出测试组数时开启,并在 solve 中处理一组。
    while (T--)
        solve();
}

(五) 复杂度

建堆与 n 次推进共 \(O(n\log n)\),空间 \(O(n)\)。

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