力扣 215. 数组中的第K个最大元素
题目来源:https://leetcode.cn/problems/kth-largest-element-in-an-array/
大致题意:
找出未排序数组中第 k 大的元素
思路
如果要找出数组中第 k 大的元素,最简单的方法就是直接排序,然后按照索引取出第 k 大的元素即可
不过题目并未要求将数组排序,直接排序会有冗余操作
较优的方法由根据堆排序的思想,每轮选出当前堆最大元素,时间复杂度为 O(log n),经过 k 次后选出的最大元素即为第 k 大元素,这样时间复杂度为 O(k * log n)
上述方法也有缺陷,因为其相当于将最大的 k 个元素全部排序了
快排的分界方法,方法每执行一次就会确定一个元素在排序后数组中的位置
于是可以使用快排的分界方法来求第 k 大的元素,每次分界方法执行后确定的位置与 k 的关系有:
- 当前位置等于 k,那么当前位置对应元素即为第 k 大元素
- 当前位置小于 k,那么第 k 大元素应该在当前位置右侧,接下只用在右侧元素中找即可
- 当前位置大于 k,那么第 k 大元素应该在当前位置左侧,接下只用在左侧元素中找即可
具体实现时,可以通过两个标志位 start 和 end 表示待寻找元素所在范围,初始时为 0 和 n - 1,接下来根据分界方法的分界位置与 k 的关系更新两个标志位
代码:
public class FindKthLargest {
public int findKthLargest(int[] nums, int k) {
int n = nums.length;
// 获取分界位置
int ith = getPivot(nums, 0, n - 1);
// 升序排序,需要将 k 转化为第 k 小的元素
k = n - k;
// 查找范围
int start = 0;
int end = n - 1;
// 根据分界位置与 k 的关系更新两个标志位
while (ith != k) {
// 分界位置小于 k,往右侧找
if (ith < k) {
start = ith + 1;
ith = getPivot(nums, start, end);
} else {
// 分界位置大于 k,往左侧找
end = ith - 1;
ith = getPivot(nums, start, end);
}
}
return nums[ith];
}
// 获取当前数组首元素在 [left, right] 中的排序位置
public int getPivot(int[] nums, int left, int right) {
int l = left;
int r = right;
int pivot = nums[left];
while (l < r) {
while (l < r && nums[r] >= pivot) {
r--;
}
nums[l] = nums[r];
while (l < r && nums[l] <= pivot) {
l++;
}
nums[r] = nums[l];
}
nums[l] = pivot;
return l;
}
}