acwing786.第k个数(快速选择排序)

 一、题目简介

 二、 思路简析:

1. 看k的大小与左边区间的长度SL的大小关系,

        ①若k较小,则一定是在左侧区间

        ②若k较大,则一定是递归右侧区间,传入的k值更新为(k-SL)

2.时间复杂度分析:

        右侧是一个等比数列求和,<=2,时间复杂度就是O(n)

三、代码实现

#include<iostream>
using namespace std;

int n;
int k;
const int N=1e6+10;
int q[N];

int Qsort(int q[],int l,int r,int k)
{
    if(l>=r)return q[l];

    int i=l-1,j=r+1,x=q[l+r>>1];
    while(i<j)
    {
        do i++;while(q[i]<x);
        do j--;while(q[j]>x);

        if(i<j)swap(q[i],q[j]);
    }
    int sL=j-l+1;//左边区间的元素个数

    if(k<=sL) return Qsort(q,l,j,k);//边界问题要注意下,这边是k=sL的时候也是左边区间
    else return Qsort(q,j+1,r,k-sL);
}
int main()
{
    cin>>n>>k;
    for(int i=0;i<n;i++)
        cin>>q[i];
    cout<<Qsort(q,0,n-1,k);
}

### AcWing 平台上的快速排序相关内容 #### 快速排序的核心概念 快速排序是一种基于分治策略的高效排序算法。其基本思想是通过选取一个基准元素(pivot),将待排序数组划分为两部分:一部分包含所有小于等于基准的元素,另一部分包含所有大于基准的元素。随后分别对这两部分递归应用相同的操作[^1]。 #### Java 实现代码示例 以下是基于 AcWing 提供的内容所整理的快速排序 Java 版本实现: ```java public class QuickSort { public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) { if (low >= high) return; // Partition the array and get the pivot index int pi = partition(arr, low, high); // Recursively sort elements before and after partition quickSort(arr, low, pi - 1); quickSort(arr, pi + 1, high); } private static int partition(int[] arr, int low, int high) { int pivot = arr[high]; int i = (low - 1); for (int j = low; j < high; j++) { if (arr[j] <= pivot) { i++; swap(arr, i, j); } } swap(arr, i + 1, high); return i + 1; } private static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } public static void main(String[] args) { int[] arr = {10, 7, 8, 9, 1, 5}; int n = arr.length; quickSort(arr, 0, n - 1); System.out.println("Sorted Array:"); for (int num : arr) { System.out.print(num + " "); } } } ``` 上述代码实现了标准的快速排序逻辑,其中 `partition` 函数用于划分数组,而 `quickSort` 则负责递归调用以完成整个排序过程[^2]。 #### C++ 实现代码示例 除了 Java 外,C++ 的快速排序实现也十分常见。以下是一个典型的 C++ 实现版本: ```cpp #include <iostream> using namespace std; void quick_sort(int q[], int l, int r) { if (l >= r) return; int i = l - 1, j = r + 1, x = q[l + r >> 1]; while (i < j) { do i++; while (q[i] < x); do j--; while (q[j] > x); if (i < j) swap(q[i], q[j]); } quick_sort(q, l, j); quick_sort(q, j + 1, r); } int main() { int q[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5}; int n = sizeof(q) / sizeof(q[0]); quick_sort(q, 0, n - 1); cout << "Sorted Array:" << endl; for (int k = 0; k < n; k++) { cout << q[k] << " "; } return 0; } ``` 这段代码展示了如何利用函数递归来实现快速排序,并且采用了中间值作为基准点的选择方法[^3]。 #### 关键特性分析 - **时间复杂度**:平均情况下为 \(O(n \log n)\),但在最坏情况下的时间复杂度会退化到 \(O(n^2)\)[^4]。 - **空间复杂度**:由于递归栈的存在,空间复杂度通常为 \(O(\log n)\)。 - **不稳定性**:如果存在重复元素,则可能会改变它们原本的相对顺序,因此快速排序被认为是不稳定排序算法之一。 ---
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