Conveniently sorting and (binary?) searching an array of pairs of numbers?

So I have an array of distinct pairs of positive integers. That is, my array looks something like this (for instance):

{ (1,5) , (6,4), (5,3), (2,3), (2,4) }

And my task is, for a given pair (a,b) find (if it exists) the pair (c,d) which has c > a and d > b and, in addition, is the “minimal” such pair (that is, c is minimal and, if there are multiple pairs which satisfy this with the same c, then d is minimal).

So for instance, if I run the query for the above array for pair (1,1), it should return (2,3) and if I feed it (5,2) it should return (6,4).

Now the problem is that I have to run multiple queries so linear time is not good enough. And my question is: is there any way in / any law by which I can “sort” such an array so that I can later run binary searches on it to find my answer?

I was thinking I could simply go like this: let (x1,y1) and (x2,y2) be two pairs to compare. Then:

if(x1<x2)
    //pair 1 is smaller
else if(x1==x2 && y1<y2)
    //pair 1 is smaller
else
    //pair 2 is smaller 

This seemed to solve most cases, however.. if I have an array which looks like this:

{ .... (50,60) ..... }

where (50, 60) is at the middle of the array. And I run a query for (40,70) for instance. The problem is that the pair that I want to find could be either on the left or on the right of (50,60) (we could have something like (45,90) on the right of (50, 60), but then again we could only have (x,10) on the left of (50,60) where x<50 so no pair on the left would satisfy our condition and I’d have to look to the right).

So to sum it up, if I’m running a query for pair (x1,y1) and through my binary search I come across and element (x2,y2) which has x1<x2 and y1>=y2, then my algorithm cannot decide whether it should keep searching left or right. So I have to search both sides and in a worst case scenario this ends up being O(n).

So is there a more clever way in which you can do this? Any help would be appreciated. Thanks in advance 🙂

Without using any extra storage, I think the best you can do is a binary search on the first element, then linear search forward from there to match the second element. This has O(n) worst case performance, but should be close to O(log n) in the average case, especially since you only need to search this way after hitting an ambiguous direction.

If you have sufficient storage and the time to do the precalculation, you could make a two-dimensional pre-sorted data structure, like the following for your example { (1,5) , (6,4), (5,3), (2,3), (2,4) }:

[(1, [(2,3), (5,3), (2,4), (6,4), (1,5)]),
 (2, [(2,3), (5,3), (2,4), (6,4)]),
 (5, [(5,3), (6,4)]),
 (6, [(6,4)])]

Then just do a binary search for the 1, 2, 5, or 6 as the first element, which gives you a list sorted by the second element, where you can do another binary search. This is O(n2) for space, but gives you O(log n) in runtime.

1

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật