LeetCode力扣 373.查找和最小的K对数字（Java）详细解答，TopK问题

给定两个以升序排列的整数数组 nums1 和 nums2 , 及一个整数 k 。

定义一对值 (u,v)，其中第一个元素来自 nums1，第二个元素来自 nums2 。
请找到和最小的 k 个数对 (u1,v1), (u2,v2) … (uk,vk) 。

示例 1:
输入: nums1 = [1,7,11], nums2 = [2,4,6], k = 3
输出: [1,2],[1,4],[1,6]
解释: 返回序列中的前 3 对数：
[1,2],[1,4],[1,6],[7,2],[7,4],[11,2],[7,6],[11,4],[11,6]

示例 2:
输入: nums1 = [1,1,2], nums2 = [1,2,3], k = 2
输出: [1,1],[1,1]
解释: 返回序列中的前 2 对数：
[1,1],[1,1],[1,2],[2,1],[1,2],[2,2],[1,3],[1,3],[2,3]

示例 3:
输入: nums1 = [1,2], nums2 = [3], k = 3
输出: [1,3],[2,3]
解释: 也可能序列中所有的数对都被返回:[1,3],[2,3]

提示:
1 <= nums1.length, nums2.length <= 104
-109 <= nums1[i], nums2[i] <= 109
nums1, nums2 均为升序排列
1 <= k <= 1000

思路：
k的大小与数组长度没有直接关系，故需要判断边界。

当K < u.length || v.length,遍历数组只需要走k步当K == u.length || v.length,遍历数组只需要走k步当K > u.length || v.length,遍历整个数组。

例如：求和最小的 3 个数对.u:[1,2,3,4] , v:[1,1,2,3]
解：先走最外层：在u中找前三个小的数【1,2，3】，内层：v取前三个小的数【1,1，2】。
进行for循环，u中的1与v中的1，【1,1】；u中的1与v中的1，【1,1】；u中的1与v中的1，【1,2】。
u中的2与v中的1，【2,1】；u中的2与v中的1，【2,1】；u中的2与v中的1，【2,2】。
u中的3与v中的1，【3,1】；u中的3与v中的1，【3,1】；u中的3与v中的2，【3,2】。
在这九个集合中选两个和最小的即可。

    private class Pair implements Comparable{
        //第一个元素
        int u;
        //第二个元素
        int v;

        public Pair(int u, int v) {
            this.u = u;
            this.v = v;
        }

        @Override
        public int compareTo(Pair o) {
            return (o.u + o.v) - (this.u + this.v);
        }
    }
    public List> kSmallestPairs(int[] nums1, int[] nums2, int k) {
        Queue queue = new PriorityQueue<>();
        //最外层取u层
        for(int i = 0; i < Math.min(nums1.length,k);i++){
            //内层取v值
            for (int j = 0; j < Math.min(nums2.length,k); j++) {
                if(queue.size() < k){
                    queue.offer(new Pair(nums1[i],nums2[j]));
                }else{
                    Pair pair = queue.peek();
                    if(nums1[i] + nums2[j] < (pair.u + pair.v)){
                        queue.poll();
                        queue.offer(new Pair(nums1[i],nums2[j] ));
                    }
                }
            }
        }
        //此时，队列中储存了前k个最小的pair对象
        List> ret = new ArrayList<>();
        //边界条件  如果当k > queue.size()且队列不为空
        //将队列中的值以小数组的形式存入ret中，并返回
        for (int i = 0; i < k && !(queue.isEmpty()); i++) {
            List tmp = new ArrayList<>();
            Pair pair = queue.poll();
            tmp.add(pair.u);
            tmp.add(pair.v);
            ret.add(tmp);
        }
        return ret;
    }