《剑指offer》——面试题40. 最小的k个数

最新推荐文章于 2024-11-19 23:28:51 发布

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本文介绍了一种算法挑战，即从整数数组中找出最小的k个数。通过示例说明了问题，并提供了两种解决方案：快速排序和堆排序。快速排序通过分割数组并递归查找来解决问题，而堆排序则利用数据结构快速定位最大值。

难度：简单

题目

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。

 

示例 1：

输入：arr = [3,2,1], k = 2
输出：[1,2] 或者 [2,1]
示例 2：

输入：arr = [0,1,2,1], k = 1
输出：[0]
 

限制：

0 <= k <= arr.length <= 10000
0 <= arr[i] <= 10000

解答

方法	内容
方法1：快排	从小到大，先取一个数将数列一份为2，如果左边那一部分个数比k大，则左边继续分，右边不用管；否则右边继续分，左边不用管。
方法2：堆排序	先把前k个数放入堆中，然后后面来的和堆中最大的数比较，比最大数小，则弹出最大的数，将该数加入。（不一样要是堆，只要能快速找到列表中的最大值的数据结构就行)

学到的知识
multiset的使用
greater从大到小
将multiset复制到vector

class Solution {
public:
    vector<int> getLeastNumbers(vector<int>& arr, int k) {  
        if(k==0){
            return (vector<int>)0;
        }    
        // 快排
        // getLeastNumbersQuickSort(arr.begin(),arr.end(),k);
        // vector<int> returnArr(arr.begin(),arr.begin()+k);
        // return returnArr;
        // 堆排序
        return getLeastNumbersHeap(arr,k);

    }

    vector<int> getLeastNumbersHeap(vector<int>& arr,int k){
        multiset<int,greater<int>> myset;
        for(auto num:arr){
            if(myset.size()<k){
                myset.insert(num);
            }
            else{
                if(*myset.begin()>num){
                    myset.erase(myset.begin());
                    myset.insert(num);
                }
            }
        }
        vector<int> returnList(myset.begin(),myset.end());
        return returnList;

    }

    void getLeastNumbersQuickSort(vector<int>::iterator start, vector<int>::iterator end,int k){
        int pivot=*start;
        auto left=start,right=end-1;
        while(left<right){
            while(left<right && pivot<=*right){
                right--;
            }
            *left=*right;
            while(left<right && pivot>=*left){
                left++;
            }
            *right=*left;
        }
        *left=pivot;
        if(left-start+1<k){
            getLeastNumbersQuickSort(left+1,end,k-(left-start+1));//left+1 
        }
        else if(left-start+1>k){
            getLeastNumbersQuickSort(start,left,k);
        }
    }
};