求数组中第K个大小的数

本文介绍了一种高效算法来解决寻找数组中第k大的数的问题。通过模仿快速排序的过程,采用递归划分的方式,可以达到平均时间复杂度为O(n)的效果,优于常规的排序方法。

百度的一道笔试题目, 如下:

         写一段程序,找出数组中第k大小的数,输出数所在的位置。例如{2,4,3,4,7}中,第一大的数是7,位置在4。第二大、第三大的数都是4,位置在1、3随便输出哪一个均可。
函数接口为:int find_orderk(const int* narry,const int n,const int k)

         一个简单的解法是先用快排把数组进行排序, 然后再找出第K大的数. 时间复杂度为O(nlog(n))

 

        然而, 有更好的解法, 就是模仿快排的过程, 迭代把数组进行划分, 以中间点为p为例, 设划分后的数组为: a1, p, a2

        其中a1数组所有的数>=p, a2数组所有的数<p, 则:

        1. 如果p所在的位置是k, 要找的数就是p, 返回.

        2. 如果p所在的位置x<k, 则找a2数组中第k - x大的数.

        3. 如果p所在的位置x>k, 则找a1数组中第x - k大的数.

枚举算法数组中第k元素,可通过遍历数组,对每个元素与其他元素比较,确定其在数组中的大小排名。以下是使用C++实现的代码示例: ```cpp #include <iostream> #include <vector> // 枚举算法数组中第k元素 int findKthLargest(std::vector<int>& nums, int k) { for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) { int count = 0; for (int j = 0; j < nums.size(); ++j) { if (nums[j] > nums[i]) { count++; } } if (count == k - 1) { return nums[i]; } } return -1; // 理论上不会执行到这里,仅为编译通过 } int main() { std::vector<int> nums = {3, 2, 1, 5, 6, 4}; int k = 2; int result = findKthLargest(nums, k); std::cout << "数组中第 " << k << " 的元素是: " << result << std::endl; return 0; } ``` ### 代码解释 1. **函定义**:`findKthLargest`函接收一个整向量`nums`和一个整`k`作为参,用于查找数组中第`k`的元素。 2. **外层循环**:遍历数组中的每个元素。 3. **内层循环**:对于每个元素,统计数组中比它的元素的量。 4. **判断排名**:如果比当前元素的元素量等于`k - 1`,则当前元素就是第`k`的元素,返回该元素。 5. **主函**:创建一个测试数组,调用`findKthLargest`函,并输出结果。 ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:$O(n^2)$,其中`n`是数组的长度。因为需要两层嵌套循环来比较元素。 - **空间复杂度**:$O(1)$,只使用了常级的额外空间。
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