剑指 Offer 40. 最小的k个数

最新推荐文章于 2024-01-19 11:41:56 发布

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本文介绍了使用快速排序算法寻找整数数组中最小k个数的两种解决方案，包括标准快排和优化版，以提高查找效率。通过实例展示了如何在Python中高效求解问题。

剑指 Offer 40. 最小的k个数

题目描述

输入整数数组 arr ，找出其中最小的 k 个数。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。
快排：

class Solution:
    def getLeastNumbers(self, arr: List[int], k: int) -> List[int]:
        def quick_sort(arr, l, r):
            # 子数组长度为 1 时终止递归
            if l >= r: return
            # 哨兵划分操作（以 arr[l] 作为基准数）
            i, j = l, r
            while i < j:
                while i < j and arr[j] >= arr[l]: j -= 1
                while i < j and arr[i] <= arr[l]: i += 1
                arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
            arr[l], arr[i] = arr[i], arr[l]
            # 递归左（右）子数组执行哨兵划分
            quick_sort(arr, l, i - 1)
            quick_sort(arr, i + 1, r)
        
        quick_sort(arr, 0, len(arr) - 1)
        return arr[:k]

基于快排，只取前k个：

class Solution:
    def getLeastNumbers(self, arr: List[int], k: int) -> List[int]:
        if len(arr) <= k:
            return arr
        def quick_sort(arr, l, r):
            i,j = l, r
            while i < j:
                while i < j and arr[j] >= arr[l]:
                    j -= 1
                while i < j and arr[i] <= arr[l]:
                    i += 1
                arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
            arr[l], arr[i] = arr[i], arr[l]
            if i < k: return quick_sort(arr, i + 1, r)
            if i > k: return quick_sort(arr, l, i - 1)
            return arr[:k]
        
        return quick_sort(arr, 0, len(arr) - 1)