【剑指Offer】40.最小的K个数

题目

给定一个长度为 n 的可能有重复值的数组，找出其中不去重的最小的 k 个数。例如数组元素是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(任意顺序皆可)。

数据范围：0≤k,n≤10000，数组中每个数的大小0≤val≤1000

要求：空间复杂度 O(n) ，时间复杂度 O(nlogk)

示例1

输入：[4,5,1,6,2,7,3,8],4

返回值：[1,2,3,4]

说明：返回最小的4个数即可，返回[1,3,2,4]也可以

示例2

输入：[1],0

返回值：[]

示例3

输入：[0,1,2,1,2],3

返回值：[0,1,1]

解答

源代码

import java.util.*;


public class Solution {
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     * 
     * @param input int整型一维数组 
     * @param k int整型 
     * @return int整型ArrayList
     */
    public ArrayList<Integer> GetLeastNumbers_Solution (int[] input, int k) {
        // write code here
        ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>();

        if (k == 0 || input == null) {
            return res;
        }

        Queue<Integer> row = new PriorityQueue<>(new Comparator<Integer>() {
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2 - o1;
            }
        });

        for (int num : input) {
            if (row.size() < k) {
                row.offer(num);
            } else {
                if (row.peek() > num) {
                    row.poll();
                    row.offer(num);
                }
            }
        }

        for (int num : row) {
            res.add(num);
        }

        return res;
    }
}

总结

要达到要求的时间复杂度和空间复杂度，我们需要使用堆排序，用优先队列来存储大顶堆，队列保持k的大小，最终得到的这个队列里的数字就是我们所需要的。

声明一个优先队列，我们想要建立大顶堆，需要重写比较器（这个不太熟练，需要多练习）。

遍历数组元素，当队列大小小于k时，直接将元素放入队列；否则，当队顶元素大于当前元素时，就将队顶元素拿出，将当前元素放入。

最后将优先队列里留下的数字放入结果集合中，返回集合。