在做题中学习(78):数组中第K个最大元素

news2024/12/23 17:30:15

解法:快速选择算法

说明:堆排序也是经典解决topK问题的算法,但时间复杂度为:O(NlogN)

而将要介绍的快速选择算法的时间复杂度为: O(N)

先看我的前两篇文章,分别学习:数组分三块,随机选择基准值的思想。会的话直接看就完事了

思路:

解惑:

1.a,b,c是什么意思?

        a,b,c分别是<key, = key, >key 所代表的区间中值的个数

2.如何判断?

        看落在哪个区间,c区间全是>key的,所以如果落在这个区间,就只在这个区间递归即可。

        而如果 b + c >=k 说明,k > c了也就是不在c区间,而第k个元素是在b这个区间中,而b是= key的,所以直接返回key即可。

        如果都不是,说明k > b + c了,所以k是很大的数字,那第k大就是一个很小的数字,肯定落在a区间,而因为现在我们跳过了 b+c个元素,所以要找的其实是第k - b - c个元素!

附上完整代码:

class Solution {
public:

    int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) 
    {
        srand(time(nullptr));
        return qselect(nums,0,nums.size()-1,k);
    }

    int qselect(vector<int>& nums,int l,int r,int k)
    {
        //返回条件
        if(l >= r)
            return nums[l];
        //选择基准元素
        int key = GetRandomKey(nums,l,r);
        int left = l-1,right = r+1;
        //快排(数组分三块)的一趟
        for(int i = l;i<nums.size();)
        {
            if(nums[i] < key)
                swap(nums[++left],nums[i++]);
            else if(nums[i] == key)
                i++;
            else if(nums[i] > key)
            {
                if(i == right)
                    break;
                swap(nums[--right],nums[i]);
            }
        }
        //分情况讨论
        int c = r - right + 1,b = right - left - 1;
        if(c >= k) 
            return qselect(nums,right,r,k);
        else if(b + c >= k) 
            return key;
        else    
            return qselect(nums,l,left,k-b-c);
    }
    int GetRandomKey(vector<int>& nums,int l,int r)
    {
        int randnum = rand();
        return nums[randnum % (r - l + 1) + l];
    }
};

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