LeetCode

最小的k个数

2022-02-18  本文已影响0人  Billsion

描述:
输入n个整数,找出其中最小的k个数。

例子:
例如输入4 、5 、1、6、2、7、3 、8 这8 个数字,则最小的4 个数字是1 、2、3
、4

解题思路:
解法一:O(n)时间算法,只有可以修改输入数组时可用。
可以基于Partition函数来解决这个问题。如果基于数组的第k个数字来调整,使得比
第k个数字小的所有数字都位于数组的左边,比第k个数字大的所有数字都位于数组
的右边。这样调整之后,位于数组中左边的k个数字就是最小的k 个数字(这k 个数
字不一定是排序的〉。
解法二: O(nlogk)的算法,精剧适合处理海量数据。
先创建一个大小为k的数据容器来存储最小的k个数字,接下来我们每次从输入的n
个整数中读入一个数.如果容器中已有的数字少于k个,则直接把这次读入的整数
放入容器之中:如果容器中己有k 数字了,也就是容器己满,此时我们不能再插入
新的数字而只能替换已有的数字。找出这己有的k 个数中的最大值,然后1在这次待
插入的整数和最大值进行比较。如果待插入的值比当前己有的最大值小,则用这个
数替换当前已有的最大值:如果待插入的值比当前已有的最大值还要大,那么这个
数不可能是最小的k个整数之一,于是我们可以抛弃这个整数。
因此当容器满了之后,我们要做3 件事情: 一是在k 个整数中找到最大数: 二是有
可能在这个容器中删除最大数: 三是有可能要插入一个新的数字。我们可以使用一
个大顶堆在O(logk)时间内实现这三步操作。

    // 解法一
    fun getK_LeastNumber(inputArr: IntArray, outputArr:IntArray){
        if (inputArr.isEmpty() || outputArr.isEmpty() || inputArr.size < outputArr.size) {
            throw IllegalArgumentException("invalid input")
        }

        var mStart = 0
        var mEnd = inputArr.size -1
        var index = partition(inputArr, mStart, mEnd)
        var target = outputArr.size - 1
        while (index != target) {
            if (index > target) {
                mEnd = index-1
            } else {
                mStart = index + 1
            }
            index = partition(inputArr , mStart ,mEnd)
        }

        System.arraycopy(inputArr,0,outputArr,0, outputArr.size)
    }

   fun partition(arr: IntArray, start:Int, end:Int):Int {
        val tmp = arr[start]
        var mEndIndex = end
        var mStartIndex = start
        while (mStartIndex < mEndIndex) {
            while (mStartIndex < mEndIndex && arr[mEndIndex] >= tmp) {
                mEndIndex --
            }
            arr[mStartIndex] = arr[mEndIndex]

            while (mStartIndex < mEndIndex && arr[mStartIndex] <= tmp) {
                mStartIndex ++
            }
            arr[mEndIndex] = arr[mStartIndex]
        }
        arr[mStartIndex] = tmp
        return mStartIndex
    }
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