Kソートされたリストからの要素を備えた最小の範囲

Kソートされたリストからの要素を備えた最小の範囲
GFG練習で試してみてください

2D整数配列が与えられた arr [] [] 秩序の k * n 各行はどこにありますか ソート 昇順で。あなたの仕事は、それぞれから少なくとも1つの要素を含む最小の範囲を見つけることです  k  リスト。複数のそのような範囲が見つかった場合、最初の範囲を返します。

例:  

入力: arr [] [] = [[4 7 9 12 15]
[0 8 10 14 20]
[6 12 16 30 50]]
出力: 6 8
説明: 最小の範囲は、2番目のリストから最初のリスト8から7番、3番目のリストから6で形成されます。

入力: arr [] [] = [[2 4]
[1 7]
[20 40]]
出力: 4 20
説明: 範囲[4 20]には、3つのアレイすべての要素が含まれる4 7 20が含まれています。

コンテンツの表

[ナイーブアプローチ] -Kポインターの使用-O(n k^2)時間とo(k)スペース

アイデアは、インデックス0で始まる各リストのKポインターを維持することです。各ステップで MinとMax 範囲を形成するための現在のK要素の。に 範囲を最小化します 私たちはしなければなりません 最小値を増やします 最大を減らすことができないため(すべてのポインターは0から始まります)。したがって、リストのポインターを移動します 現在の最小 範囲を更新します。 1つのリストが使い果たされるまで繰り返します。

段階的な実装:

  • ポインターのリストを作成します 各入力リストに1つは、すべてインデックス0から始まります。
  • プロセスを繰り返します ポインターの1つがリストの終わりに到達するまで。
  • 各ステップで 現在の要素を選択します すべてのポインターに向けられています。
  • を見つけます 最小および最大 それらの要素の中で。
  • 範囲を計算します MIN値と最大値を使用します。
  • この範囲が小さい場合 以前のベストアップデートよりも答えを更新します。
  • ポインターを前進させます 最小要素があるリストの。
  • リストが使い果たされたら停止します そして、見つかった最高の範囲を返します。
C++
   // C++ program to find the smallest range   // that includes at least one element from   // each of the k sorted lists using k pointers   #include          #include         #include         using     namespace     std  ;   vector   <  int  >     findSmallestRange  (  vector   <  vector   <  int  >>&     arr  )     {          int     k     =     arr  .  size  ();         int     n     =     arr  [  0  ].  size  ();         // Pointers for each of the k rows      vector   <  int  >     ptr  (  k       0  );      int     minRange     =     INT_MAX  ;      int     start     =     -1       end     =     -1  ;      while     (  true  )     {      int     minVal     =     INT_MAX  ;      int     maxVal     =     INT_MIN  ;      int     minRow     =     -1  ;      // Traverse all k rows to get current min and max      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      // If any list is exhausted stop the loop      if     (  ptr  [  i  ]     ==     n  )     {      return     {  start       end  };      }      // Track min value and its row index      if     (  arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]      <     minVal  )     {      minVal     =     arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]];      minRow     =     i  ;      }      // Track current max value      if     (  arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]     >     maxVal  )     {      maxVal     =     arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]];      }      }      // Update the result range if a       // smaller range is found      if     (  maxVal     -     minVal      <     minRange  )     {      minRange     =     maxVal     -     minVal  ;      start     =     minVal  ;      end     =     maxVal  ;      }      // Move the pointer of the       // row with minimum value      ptr  [  minRow  ]  ++  ;      }      return     {  start       end  };   }   int     main  ()     {      vector   <  vector   <  int  >>     arr     =     {      {  4       7       9       12       15  }      {  0       8       10       14       20  }      {  6       12       16       30       50  }      };      vector   <  int  >     res     =     findSmallestRange  (  arr  );      cout      < <     res  [  0  ]      < <     ' '      < <     res  [  1  ];      return     0  ;   }   
Java
   // Java program to find the smallest range   import     java.util.*  ;   class   GfG  {      static     ArrayList   <  Integer  >     findSmallestRange  (  int  [][]     arr  )     {      int     k     =     arr  .  length  ;      int     n     =     arr  [  0  ]  .  length  ;      // Pointers for each of the k rows      int  []     ptr     =     new     int  [  k  ]  ;      int     minRange     =     Integer  .  MAX_VALUE  ;      int     start     =     -  1       end     =     -  1  ;      while     (  true  )     {      int     minVal     =     Integer  .  MAX_VALUE  ;      int     maxVal     =     Integer  .  MIN_VALUE  ;      int     minRow     =     -  1  ;      // Traverse all k rows to get current min and max      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      // If any list is exhausted stop the loop      if     (  ptr  [  i  ]     ==     n  )     {      ArrayList   <  Integer  >     result     =     new     ArrayList   <>  ();      result  .  add  (  start  );      result  .  add  (  end  );      return     result  ;      }      // Track min value and its row index      if     (  arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]      <     minVal  )     {      minVal     =     arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]  ;      minRow     =     i  ;      }      // Track current max value      if     (  arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]     >     maxVal  )     {      maxVal     =     arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]  ;      }      }      // Update the result range if a smaller range is found      if     (  maxVal     -     minVal      <     minRange  )     {      minRange     =     maxVal     -     minVal  ;      start     =     minVal  ;      end     =     maxVal  ;      }      // Move the pointer of the row with minimum value      ptr  [  minRow  ]++  ;      }      }      public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      int  [][]     arr     =     {      {  4       7       9       12       15  }      {  0       8       10       14       20  }      {  6       12       16       30       50  }      };      ArrayList   <  Integer  >     res     =     findSmallestRange  (  arr  );      System  .  out  .  println  (  res  .  get  (  0  )     +     ' '     +     res  .  get  (  1  ));      }   }   
Python
   # Python program to find the smallest range   def   findSmallestRange  (  arr  ):   k   =   len  (  arr  )   n   =   len  (  arr  [  0  ])   # Pointers for each of the k rows   ptr   =   [  0  ]   *   k   min_range   =   float  (  'inf'  )   start   =   -  1   end   =   -  1   while   True  :   min_val   =   float  (  'inf'  )   max_val   =   float  (  '-inf'  )   min_row   =   -  1   # Traverse all k rows to get current min and max   for   i   in   range  (  k  ):   # If any list is exhausted stop the loop   if   ptr  [  i  ]   ==   n  :   return   [  start     end  ]   # Track min value and its row index   if   arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]    <   min_val  :   min_val   =   arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]   min_row   =   i   # Track current max value   if   arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]   >   max_val  :   max_val   =   arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]   # Update the result range if a smaller range is found   if   max_val   -   min_val    <   min_range  :   min_range   =   max_val   -   min_val   start   =   min_val   end   =   max_val   # Move the pointer of the row with minimum value   ptr  [  min_row  ]   +=   1   if   __name__   ==   '__main__'  :   arr   =   [   [  4     7     9     12     15  ]   [  0     8     10     14     20  ]   [  6     12     16     30     50  ]   ]   res   =   findSmallestRange  (  arr  )   print  (  res  [  0  ]   res  [  1  ])   
C#
   using     System  ;   using     System.Collections.Generic  ;   class     GfG  {      static     List   <  int  >     findSmallestRange  (  int  []     arr  )     {      int     k     =     arr  .  GetLength  (  0  );      int     n     =     arr  .  GetLength  (  1  );      // Pointers for each of the k rows      int  []     ptr     =     new     int  [  k  ];         int     minRange     =     int  .  MaxValue  ;      int     start     =     -  1       end     =     -  1  ;      while     (  true  )     {      int     minVal     =     int  .  MaxValue  ;      int     maxVal     =     int  .  MinValue  ;      int     minRow     =     -  1  ;      // Traverse all k rows to get current min and max      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      // If any list is exhausted stop the loop      if     (  ptr  [  i  ]     ==     n  )     {      return     new     List   <  int  >     {     start       end     };      }      int     current     =     arr  [  i       ptr  [  i  ]];      if     (  current      <     minVal  )     {      minVal     =     current  ;      minRow     =     i  ;      }      if     (  current     >     maxVal  )     {      maxVal     =     current  ;      }      }      // Update the result range if a smaller range is found      if     (  maxVal     -     minVal      <     minRange  )     {      minRange     =     maxVal     -     minVal  ;      start     =     minVal  ;      end     =     maxVal  ;      }      // Move the pointer of the row with minimum value      ptr  [  minRow  ]  ++  ;      }      }      public     static     void     Main  (  string  []     args  )     {      int  []     arr     =     {      {     4       7       9       12       15     }      {     0       8       10       14       20     }      {     6       12       16       30       50     }      };      List   <  int  >     res     =     findSmallestRange  (  arr  );      Console  .  WriteLine  (  res  [  0  ]     +     ' '     +     res  [  1  ]);      }   }   
JavaScript
   // JavaScript program to find the smallest range   function     findSmallestRange  (  arr  )     {      let     k     =     arr  .  length  ;      let     n     =     arr  [  0  ].  length  ;      // Pointers for each of the k rows      let     ptr     =     new     Array  (  k  ).  fill  (  0  );      let     minRange     =     Infinity  ;      let     start     =     -  1       end     =     -  1  ;      while     (  true  )     {      let     minVal     =     Infinity  ;      let     maxVal     =     -  Infinity  ;      let     minRow     =     -  1  ;      // Traverse all k rows to get current min and max      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      // If any list is exhausted stop the loop      if     (  ptr  [  i  ]     ===     n  )     {      return     [  start       end  ];      }      // Track min value and its row index      if     (  arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]      <     minVal  )     {      minVal     =     arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]];      minRow     =     i  ;      }      // Track current max value      if     (  arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]]     >     maxVal  )     {      maxVal     =     arr  [  i  ][  ptr  [  i  ]];      }      }      // Update the result range if a smaller range is found      if     (  maxVal     -     minVal      <     minRange  )     {      minRange     =     maxVal     -     minVal  ;      start     =     minVal  ;      end     =     maxVal  ;      }      // Move the pointer of the row with minimum value      ptr  [  minRow  ]  ++  ;      }   }   const     arr     =     [      [  4       7       9       12       15  ]      [  0       8       10       14       20  ]      [  6       12       16       30       50  ]   ];   const     res     =     findSmallestRange  (  arr  );   console  .  log  (  res  [  0  ]     +     ' '     +     res  [  1  ]);   

出力
6 8 

[より良いアプローチ] 2つのポインターを使用-O(n*k log(n*k))時間とo(n*k)スペース

アイデアは、入力リストからのすべての要素のマージされた並べ替えられたリストの上に、スライディングウィンドウの問題に変換することにより、最小の範囲の問題を見つけることです。各要素は、ソースを追跡するために元のリストインデックスとともに保存されます。複合リストを2つのポインターで値で並べ替えた後( left そして right )リストを介して移動するウィンドウを定義するために使用されます。ウィンドウが展開すると、周波数マップが展開されます。ウィンドウにすべてのリストから少なくとも1つの番号が含まれている場合、アルゴリズムは左から縮小しようとして、より小さな有効な範囲を見つけます。このプロセス中に見つかった最小の範囲は、結果として返されます。

C++
   #include          using     namespace     std  ;   vector   <  int  >     findSmallestRange  (  vector   <  vector   <  int  >>&     arr  )     {          int     k     =     arr  .  size  ();         // Stores the current index for each list      vector   <  int  >     pointers  (  k       0  );      // Stores the current smallest range      vector   <  int  >     smallestRange     =     {  0       INT_MAX  };      while     (  true  )     {      int     currentMin     =     INT_MAX       currentMax     =     INT_MIN  ;      int     minListIndex     =     -1  ;      // Find the minimum and maximum among current elements of all lists      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      int     value     =     arr  [  i  ][  pointers  [  i  ]];      if     (  value      <     currentMin  )     {      currentMin     =     value  ;      minListIndex     =     i  ;      }      if     (  value     >     currentMax  )     {      currentMax     =     value  ;      }      }      // Update the smallest range if this one is smaller      if     (  currentMax     -     currentMin      <     smallestRange  [  1  ]     -     smallestRange  [  0  ])     {      smallestRange  [  0  ]     =     currentMin  ;      smallestRange  [  1  ]     =     currentMax  ;      }      // Move the pointer in the list that had the minimum value      pointers  [  minListIndex  ]  ++  ;      // If that list is exhausted break the loop      if     (  pointers  [  minListIndex  ]     ==     arr  [  minListIndex  ].  size  ())     break  ;      }      return     smallestRange  ;   }   // Driver code   int     main  ()     {      vector   <  vector   <  int  >>     arr     =     {      {  4       7       9       12       15  }      {  0       8       10       14       20  }      {  6       12       16       30       50  }      };      vector   <  int  >     result     =     findSmallestRange  (  arr  );      cout      < <     result  [  0  ]      < <     ' '      < <     result  [  1  ];      return     0  ;   }   
Java
   import     java.util.*  ;   class   GfG     {      // Function to find the smallest range      public     static     ArrayList   <  Integer  >     findSmallestRange  (  int  [][]     arr  )     {      int     k     =     arr  .  length  ;     // Number of lists      // Stores the current index for each list      int  []     pointers     =     new     int  [  k  ]  ;      // Stores the current smallest range      ArrayList   <  Integer  >     smallestRange     =     new     ArrayList   <>      (  Arrays  .  asList  (  0       Integer  .  MAX_VALUE  ));      // Continue the loop until one list is exhausted      while     (  true  )     {      int     currentMin     =     Integer  .  MAX_VALUE       currentMax     =     Integer  .  MIN_VALUE  ;      int     minListIndex     =     -  1  ;      // Find the minimum and maximum among current elements of all lists      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      int     value     =     arr  [  i  ][  pointers  [  i  ]]  ;      // Update the current minimum      if     (  value      <     currentMin  )     {      currentMin     =     value  ;      minListIndex     =     i  ;      }      // Update the current maximum      if     (  value     >     currentMax  )     {      currentMax     =     value  ;      }      }      // Update the smallest range if this one is smaller      if     (  currentMax     -     currentMin      <     smallestRange  .  get  (  1  )     -     smallestRange  .  get  (  0  ))     {      smallestRange  .  set  (  0       currentMin  );      smallestRange  .  set  (  1       currentMax  );      }      // Move the pointer in the list that had the minimum value      pointers  [  minListIndex  ]++  ;      // If that list is exhausted break the loop      if     (  pointers  [  minListIndex  ]     ==     arr  [  minListIndex  ]  .  length  )     break  ;      }      return     smallestRange  ;     // Return the result as ArrayList      }      // Driver code      public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      int  [][]     arr     =     {      {  4       7       9       12       15  }      {  0       8       10       14       20  }      {  6       12       16       30       50  }      };      ArrayList   <  Integer  >     result     =     findSmallestRange  (  arr  );      System  .  out  .  println  (  result  .  get  (  0  )     +     ' '     +     result  .  get  (  1  ));      }   }   
Python
   def   findSmallestRange  (  arr  ):   k   =   len  (  arr  )   # Number of lists   # Stores the current index for each list   pointers   =   [  0  ]   *   k   # Stores the current smallest range   smallestRange   =   [  0     float  (  'inf'  )]   # Continue the loop until one list is exhausted   while   True  :   currentMin   =   float  (  'inf'  )   currentMax   =   -  float  (  'inf'  )   minListIndex   =   -  1   # Find the minimum and maximum among current elements of all lists   for   i   in   range  (  k  ):   value   =   arr  [  i  ][  pointers  [  i  ]]   # Update the current minimum   if   value    <   currentMin  :   currentMin   =   value   minListIndex   =   i   # Update the current maximum   if   value   >   currentMax  :   currentMax   =   value   # Update the smallest range if this one is smaller   if   currentMax   -   currentMin    <   smallestRange  [  1  ]   -   smallestRange  [  0  ]:   smallestRange  [  0  ]   =   currentMin   smallestRange  [  1  ]   =   currentMax   # Move the pointer in the list that had the minimum value   pointers  [  minListIndex  ]   +=   1   # If that list is exhausted break the loop   if   pointers  [  minListIndex  ]   ==   len  (  arr  [  minListIndex  ]):   break   return   smallestRange   # Return the result as a list   # Driver code   if   __name__   ==   '__main__'  :   arr   =   [   [  4     7     9     12     15  ]   [  0     8     10     14     20  ]   [  6     12     16     30     50  ]   ]   result   =   findSmallestRange  (  arr  )   print  (  result  [  0  ]   result  [  1  ])   
C#
   using     System  ;   using     System.Collections.Generic  ;   class     GfG  {      // Function to find the smallest range      public     static     List   <  int  >     findSmallestRange  (  int  []     arr  )     {      int     k     =     arr  .  GetLength  (  0  );     // Number of lists (rows)      // Stores the current index for each list (row)      int  []     pointers     =     new     int  [  k  ];      // Stores the current smallest range      List   <  int  >     smallestRange     =     new     List   <  int  >     {     0       int  .  MaxValue     };      // Continue the loop until one list is exhausted      while     (  true  )     {      int     currentMin     =     int  .  MaxValue       currentMax     =     int  .  MinValue  ;      int     minListIndex     =     -  1  ;      // Find the minimum and maximum among current elements       // of all lists      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      int     value     =     arr  [  i       pointers  [  i  ]];      // Update the current minimum      if     (  value      <     currentMin  )     {      currentMin     =     value  ;      minListIndex     =     i  ;      }      // Update the current maximum      if     (  value     >     currentMax  )     {      currentMax     =     value  ;      }      }      // Update the smallest range if this one is smaller      if     (  currentMax     -     currentMin      <     smallestRange  [  1  ]     -     smallestRange  [  0  ])     {      smallestRange  [  0  ]     =     currentMin  ;      smallestRange  [  1  ]     =     currentMax  ;      }      // Move the pointer in the list that had the minimum value      pointers  [  minListIndex  ]  ++  ;      // If that list is exhausted break the loop      if     (  pointers  [  minListIndex  ]     ==     arr  .  GetLength  (  1  ))     break  ;      }      return     smallestRange  ;     // Return the result as List        }      // Driver code      public     static     void     Main  (  string  []     args  )     {      int  []     arr     =     {      {  4       7       9       12       15  }      {  0       8       10       14       20  }      {  6       12       16       30       50  }      };      List   <  int  >     result     =     findSmallestRange  (  arr  );      Console  .  WriteLine  (  result  [  0  ]     +     ' '     +     result  [  1  ]);      }   }   
JavaScript
   function     findSmallestRange  (  arr  )     {      const     k     =     arr  .  length  ;     // Number of lists      // Stores the current index for each list      let     pointers     =     new     Array  (  k  ).  fill  (  0  );      // Stores the current smallest range      let     smallestRange     =     [  0       Number  .  MAX_VALUE  ];      // Continue the loop until one list is exhausted      while     (  true  )     {      let     currentMin     =     Number  .  MAX_VALUE       currentMax     =     -  Number  .  MAX_VALUE  ;      let     minListIndex     =     -  1  ;      // Find the minimum and maximum among current elements of all lists      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      const     value     =     arr  [  i  ][  pointers  [  i  ]];      // Update the current minimum      if     (  value      <     currentMin  )     {      currentMin     =     value  ;      minListIndex     =     i  ;      }      // Update the current maximum      if     (  value     >     currentMax  )     {      currentMax     =     value  ;      }      }      // Update the smallest range if this one is smaller      if     (  currentMax     -     currentMin      <     smallestRange  [  1  ]     -     smallestRange  [  0  ])     {      smallestRange  [  0  ]     =     currentMin  ;      smallestRange  [  1  ]     =     currentMax  ;      }      // Move the pointer in the list that had the minimum value      pointers  [  minListIndex  ]  ++  ;      // If that list is exhausted break the loop      if     (  pointers  [  minListIndex  ]     ===     arr  [  minListIndex  ].  length  )     break  ;      }      return     smallestRange  ;     // Return the result as an array   }   // Driver code   const     arr     =     [      [  4       7       9       12       15  ]      [  0       8       10       14       20  ]      [  6       12       16       30       50  ]   ];   const     result     =     findSmallestRange  (  arr  );   console  .  log  (  result  [  0  ]     result  [  1  ]);   

出力
6 8 

[効率的なアプローチ] - 最小ヒープの使用-O(n k log k)時間とo(k)スペース

ミンヒープ 線形時間ではなく、対数時間またはlog k時間の最小値を見つけるために使用できます。最大値を見つけるには、最初にすべての0インデックスの最大値を初期化します。ループ内の残りの最大値については、現在の最大値を、MINアイテムが削除されているリストの次のアイテムと比較するだけです。アプローチの残りの部分は同じままです。 

段階的な実装:

  • ミンヒープ 線形時間ではなく、対数時間またはlog k時間の最小値を見つけるために使用できます。最大値を見つけるには、最初にすべての0インデックスの最大値を初期化します。ループ内の残りの最大値については、現在の最大値を、MINアイテムが削除されているリストの次のアイテムと比較するだけです。アプローチの残りの部分は同じままです。 

    各配列と変数からk要素を保存するためのminheapを作成します ミンレンジ 最大値に初期化され、変数も保持します マックス 最大整数を保存します。

  • ミンヒープ 線形時間ではなく、対数時間またはlog k時間の最小値を見つけるために使用できます。最大値を見つけるには、最初にすべての0インデックスの最大値を初期化します。ループ内の残りの最大値については、現在の最大値を、MINアイテムが削除されているリストの次のアイテムと比較するだけです。アプローチの残りの部分は同じままです。 

    最初に各リストから最初の要素を配置し、最大値をに保存します マックス

  • ミンヒープ 線形時間ではなく、対数時間またはlog k時間の最小値を見つけるために使用できます。最大値を見つけるには、最初にすべての0インデックスの最大値を初期化します。ループ内の残りの最大値については、現在の最大値を、MINアイテムが削除されているリストの次のアイテムと比較するだけです。アプローチの残りの部分は同じままです。 

    少なくとも1つのリストが排出されるまで、次の手順を繰り返します。 

    • 最小値を見つけます 最小要素であるMin Heapの上部または根を使用します。
    • 今すぐ更新します ミンレンジ 電流(Max-Min)が少ない場合 ミンレンジ
    • 優先キューから上部またはルート要素を削除します。最小要素を含むリストから次の要素を挿入します
    • 新しい要素が前の最大値よりも大きい場合は、新しい要素を挿入した最大値を更新します。
ミンヒープ 線形時間ではなく、対数時間またはlog k時間の最小値を見つけるために使用できます。最大値を見つけるには、最初にすべての0インデックスの最大値を初期化します。ループ内の残りの最大値については、現在の最大値を、MINアイテムが削除されているリストの次のアイテムと比較するだけです。アプローチの残りの部分は同じままです。 

C++

   #include          using     namespace     std  ;   // Struct to represent elements in the heap   struct     Node     {      int     val       row       col  ;      bool     operator  >  (  const     Node  &     other  )     const     {      return     val     >     other  .  val  ;      }   };   // Function to find the smallest range   vector   <  int  >     findSmallestRange  (  vector   <  vector   <  int  >>&     arr  )     {      int     N     =     arr  .  size  ();     // Number of rows      int     K     =     arr  [  0  ].  size  ();     // Number of columns (same for each row)      priority_queue   <  Node       vector   <  Node  >       greater   <  Node  >>     pq  ;      int     maxVal     =     INT_MIN  ;      // Push the first element of each list into the min-heap      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     N  ;     i  ++  )     {      pq  .  push  ({  arr  [  i  ][  0  ]     i       0  });      maxVal     =     max  (  maxVal       arr  [  i  ][  0  ]);      }      int     minRange     =     INT_MAX       minEl       maxEl  ;      while     (  true  )     {      Node     curr     =     pq  .  top  ();     pq  .  pop  ();      int     minVal     =     curr  .  val  ;      // Update range if better      if     (  maxVal     -     minVal      <     minRange  )     {      minRange     =     maxVal     -     minVal  ;      minEl     =     minVal  ;      maxEl     =     maxVal  ;      }      // If we've reached the end of a list break      if     (  curr  .  col     +     1     ==     K  )     break  ;      // Push next element from the same list      int     nextVal     =     arr  [  curr  .  row  ][  curr  .  col     +     1  ];      pq  .  push  ({  nextVal       curr  .  row       curr  .  col     +     1  });      maxVal     =     max  (  maxVal       nextVal  );      }      return     {  minEl       maxEl  };   }   // Driver code   int     main  ()     {      vector   <  vector   <  int  >>     arr     =     {      {  4       7       9       12       15  }      {  0       8       10       14       20  }      {  6       12       16       30       50  }      };      vector   <  int  >     result     =     findSmallestRange  (  arr  );      cout      < <     result  [  0  ]      < <     ' '      < <     result  [  1  ];      return     0  ;   }   
Java
   import     java.util.*  ;   // Class to represent elements in the heap   class   Node     implements     Comparable   <  Node  >     {      int     val       row       col  ;      Node  (  int     val       int     row       int     col  )     {      this  .  val     =     val  ;      this  .  row     =     row  ;      this  .  col     =     col  ;      }      // For min-heap based on value      public     int     compareTo  (  Node     other  )     {      return     this  .  val     -     other  .  val  ;      }   }   class   GfG     {      // Function to find the smallest range      static     ArrayList   <  Integer  >     findSmallestRange  (  int  [][]     arr  )     {      int     k     =     arr  .  length  ;      int     n     =     arr  [  0  ]  .  length  ;      PriorityQueue   <  Node  >     pq     =     new     PriorityQueue   <>  ();      int     maxVal     =     Integer  .  MIN_VALUE  ;      // Push the first element of each list into the min-heap      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      pq  .  add  (  new     Node  (  arr  [  i  ][  0  ]       i       0  ));      maxVal     =     Math  .  max  (  maxVal       arr  [  i  ][  0  ]  );      }      int     minRange     =     Integer  .  MAX_VALUE       minEl     =     -  1       maxEl     =     -  1  ;      while     (  true  )     {      Node     curr     =     pq  .  poll  ();      int     minVal     =     curr  .  val  ;      // Update range if better      if     (  maxVal     -     minVal      <     minRange  )     {      minRange     =     maxVal     -     minVal  ;      minEl     =     minVal  ;      maxEl     =     maxVal  ;      }      // If we've reached the end of a list break      if     (  curr  .  col     +     1     ==     n  )      break  ;      // Push next element from the same list      int     nextVal     =     arr  [  curr  .  row  ][  curr  .  col     +     1  ]  ;      pq  .  add  (  new     Node  (  nextVal       curr  .  row       curr  .  col     +     1  ));      maxVal     =     Math  .  max  (  maxVal       nextVal  );      }      // Return result as ArrayList      ArrayList   <  Integer  >     result     =     new     ArrayList   <>  ();      result  .  add  (  minEl  );      result  .  add  (  maxEl  );      return     result  ;      }      // Driver code      public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      int  [][]     arr     =     {      {  4       7       9       12       15  }      {  0       8       10       14       20  }      {  6       12       16       30       50  }      };      ArrayList   <  Integer  >     res     =     findSmallestRange  (  arr  );      System  .  out  .  println  (  res  .  get  (  0  )     +     ' '     +     res  .  get  (  1  ));      }   }   
Python
   import   heapq   # Function to find the smallest range   def   findSmallestRange  (  arr  ):   k   =   len  (  arr  )   n   =   len  (  arr  [  0  ])   heap   =   []   maxVal   =   float  (  '-inf'  )   # Push the first element of each    # list into the min-heap   for   i   in   range  (  k  ):   heapq  .  heappush  (  heap     (  arr  [  i  ][  0  ]   i     0  ))   maxVal   =   max  (  maxVal     arr  [  i  ][  0  ])   minRange   =   float  (  'inf'  )   minEl   =   maxEl   =   -  1   while   True  :   minVal     row     col   =   heapq  .  heappop  (  heap  )   # Update range if better   if   maxVal   -   minVal    <   minRange  :   minRange   =   maxVal   -   minVal   minEl   =   minVal   maxEl   =   maxVal   # If we've reached the end of a list break   if   col   +   1   ==   n  :   break   # Push next element from the same list   nextVal   =   arr  [  row  ][  col   +   1  ]   heapq  .  heappush  (  heap     (  nextVal     row     col   +   1  ))   maxVal   =   max  (  maxVal     nextVal  )   return   [  minEl     maxEl  ]   # Driver code   if   __name__   ==   '__main__'  :   arr   =   [   [  4     7     9     12     15  ]   [  0     8     10     14     20  ]   [  6     12     16     30     50  ]   ]   res   =   findSmallestRange  (  arr  )   print  (  res  [  0  ]   res  [  1  ])   
C#
   using     System  ;   using     System.Collections.Generic  ;   // Class to represent elements in the heap   class     Node     :     IComparable   <  Node  >     {      public     int     val       row       col  ;      public     Node  (  int     val       int     row       int     col  )     {      this  .  val     =     val  ;      this  .  row     =     row  ;      this  .  col     =     col  ;      }      // For min-heap based on value      public     int     CompareTo  (  Node     other  )     {      if     (  this  .  val     !=     other  .  val  )      return     this  .  val  .  CompareTo  (  other  .  val  );      // To avoid duplicate keys in SortedSet      if     (  this  .  row     !=     other  .  row  )      return     this  .  row  .  CompareTo  (  other  .  row  );      return     this  .  col  .  CompareTo  (  other  .  col  );      }   }   class     GfG     {      // Function to find the smallest range      static     List   <  int  >     findSmallestRange  (  int  []     arr  )     {      int     k     =     arr  .  GetLength  (  0  );      int     n     =     arr  .  GetLength  (  1  );      var     pq     =     new     SortedSet   <  Node  >  ();      int     maxVal     =     int  .  MinValue  ;      // Push the first element of each list into the min-heap      for     (  int     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      var     node     =     new     Node  (  arr  [  i       0  ]     i       0  );      pq  .  Add  (  node  );      maxVal     =     Math  .  Max  (  maxVal       arr  [  i       0  ]);      }      int     minRange     =     int  .  MaxValue       minEl     =     -  1       maxEl     =     -  1  ;      while     (  true  )     {      var     curr     =     GetMin  (  pq  );      pq  .  Remove  (  curr  );      int     minVal     =     curr  .  val  ;      // Update range if better      if     (  maxVal     -     minVal      <     minRange  )     {      minRange     =     maxVal     -     minVal  ;      minEl     =     minVal  ;      maxEl     =     maxVal  ;      }      // If we've reached the end of a list break      if     (  curr  .  col     +     1     ==     n  )      break  ;      // Push next element from the same list      int     nextVal     =     arr  [  curr  .  row       curr  .  col     +     1  ];      var     nextNode     =     new     Node  (  nextVal       curr  .  row       curr  .  col     +     1  );      pq  .  Add  (  nextNode  );      maxVal     =     Math  .  Max  (  maxVal       nextVal  );      }      return     new     List   <  int  >     {     minEl       maxEl     };     // Return result as List        }      // Helper to get the minimum element (first element in SortedSet)      static     Node     GetMin  (  SortedSet   <  Node  >     pq  )     {      foreach     (  var     node     in     pq  )      return     node  ;      return     null  ;      }      // Driver code      static     void     Main  ()     {      int  []     arr     =     {      {  4       7       9       12       15  }      {  0       8       10       14       20  }      {  6       12       16       30       50  }      };      List   <  int  >     res     =     findSmallestRange  (  arr  );      Console  .  WriteLine  (  res  [  0  ]     +     ' '     +     res  [  1  ]);      }   }   
JavaScript
   class     Node     {      constructor  (  val       row       col  )     {      this  .  val     =     val  ;      this  .  row     =     row  ;      this  .  col     =     col  ;      }   }   // Function to find the smallest range   function     findSmallestRange  (  arr  )     {      const     k     =     arr  .  length  ;      const     n     =     arr  [  0  ].  length  ;      const     heap     =     new     MinHeap  ();      let     maxVal     =     -  Infinity  ;      // Push the first element of each list into the min-heap      for     (  let     i     =     0  ;     i      <     k  ;     i  ++  )     {      heap  .  push  (  new     Node  (  arr  [  i  ][  0  ]     i       0  ));      maxVal     =     Math  .  max  (  maxVal       arr  [  i  ][  0  ]);      }      let     minRange     =     Infinity  ;      let     minEl     =     -  1       maxEl     =     -  1  ;      while     (  true  )     {      const     curr     =     heap  .  pop  ();      const     minVal     =     curr  .  val  ;      // Update range if better      if     (  maxVal     -     minVal      <     minRange  )     {      minRange     =     maxVal     -     minVal  ;      minEl     =     minVal  ;      maxEl     =     maxVal  ;      }      // If we've reached the end of a list break      if     (  curr  .  col     +     1     ===     n  )     break  ;      // Push next element from the same list      const     nextVal     =     arr  [  curr  .  row  ][  curr  .  col     +     1  ];      heap  .  push  (  new     Node  (  nextVal       curr  .  row       curr  .  col     +     1  ));      maxVal     =     Math  .  max  (  maxVal       nextVal  );      }      return     [  minEl       maxEl  ];   }   // Min-heap comparator   class     MinHeap     {      constructor  ()     {      this  .  heap     =     [];      }      push  (  node  )     {      this  .  heap  .  push  (  node  );      this  .  _heapifyUp  ();      }      pop  ()     {      if     (  this  .  size  ()     ===     1  )     return     this  .  heap  .  pop  ();      const     top     =     this  .  heap  [  0  ];      this  .  heap  [  0  ]     =     this  .  heap  .  pop  ();      this  .  _heapifyDown  ();      return     top  ;      }      top  ()     {      return     this  .  heap  [  0  ];      }      size  ()     {      return     this  .  heap  .  length  ;      }      _heapifyUp  ()     {      let     idx     =     this  .  size  ()     -     1  ;      while     (  idx     >     0  )     {      let     parent     =     Math  .  floor  ((  idx     -     1  )     /     2  );      if     (  this  .  heap  [  parent  ].  val      <=     this  .  heap  [  idx  ].  val  )     break  ;      [  this  .  heap  [  parent  ]     this  .  heap  [  idx  ]]     =     [  this  .  heap  [  idx  ]     this  .  heap  [  parent  ]];      idx     =     parent  ;      }      }      _heapifyDown  ()     {      let     idx     =     0  ;      const     n     =     this  .  size  ();      while     (  true  )     {      let     left     =     2     *     idx     +     1  ;      let     right     =     2     *     idx     +     2  ;      let     smallest     =     idx  ;      if     (  left      <     n     &&     this  .  heap  [  left  ].  val      <     this  .  heap  [  smallest  ].  val  )     {      smallest     =     left  ;      }      if     (  right      <     n     &&     this  .  heap  [  right  ].  val      <     this  .  heap  [  smallest  ].  val  )     {      smallest     =     right  ;      }      if     (  smallest     ===     idx  )     break  ;      [  this  .  heap  [  smallest  ]     this  .  heap  [  idx  ]]     =     [  this  .  heap  [  idx  ]     this  .  heap  [  smallest  ]];      idx     =     smallest  ;      }      }   }   // Driver code   const     arr     =     [      [  4       7       9       12       15  ]      [  0       8       10       14       20  ]      [  6       12       16       30       50  ]   ];   const     res     =     findSmallestRange  (  arr  );   console  .  log  (  res  [  0  ]     +     ' '     +     res  [  1  ]);   

出力
6 8