寻找无序数组的第k大元素
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2024-03-15 22:26:33
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问题:给定一个无序数组,找出该无序数组的第k大元素。
思路:1.先排序,那么第k个元素自然就是第k大的元素了。
2.使用最小堆,先利用前k个元素建立最小堆,再往后比较,如果有比堆顶元素大的,则调整最小堆,最后堆顶元素便是要找的值。
先看第一种解法,使用排序的方法,这里快速排序,代码如下:
//方法1:先排序,第k个就是第k大元素
public static int findKthNumber(int[] a,int k) {
quickSort(a,0,a.length-1);
return a[a.length-k];
}
//快速排序
public static void quickSort(int[] a,int begin,int end) {
if(begin>=end) {
return;
}
int i=begin,j=end;
int flag=a[begin];
while(i<j) {
//从右边扫描
while(i<j && a[j]>flag) {
j--;
}
//交换
if(i<j) {
int t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
i++;
}
//从左边扫描
while(i<j && a[i]<flag) {
i++;
}
//交换
if(i<j) {
int t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
j--;
}
}
a[i]=flag;
//递归排序
quickSort(a,begin,i-1);
quickSort(a,i+1,end);
}
再看第二种方法,使用最小堆:
//方法2:利用最小堆
public static int findKthNumber2(int[] a,int k) {
//将前k个元素调整为最小堆
buildMinHeap(a,k);
for(int i=k;i<a.length;i++) {
if(a[i]>a[0]) {
a[0]=a[i];
fixDown(a,0,k);
}
}
return a[0];
}
/**
* @param a 待调整的堆
* @param len 堆的大小
*/
public static void buildMinHeap(int[] a,int len) {
//从最后一个非叶子节点开始,向上调整
for(int i=(len-2)/2;i>=0;i--) {
fixDown(a,i,len);
}
}
/**
* @param a 待调整的堆
* @param i 根节点
* @param len 堆的大小
*/
public static void fixDown(int[] a,int i,int len) {
int tmp=a[i];
int parent=i;
int child=i*2+1;
//如果还有左孩子
for(;parent*2+1<len;parent=child) {
child=parent*2+1; //左孩子
//如果存在右孩子,并且右孩子更小,则child指向右孩子
if(child+1<len && a[child+1]<a[child]) {
child++;
}
//如果父节点更小,则退出
if(a[child]>a[parent]) {
break;
}else {
int t=a[child];
a[child]=a[parent];
a[parent]=t;
}
}
a[parent]=tmp;
}
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