LeetCode 215. Kth Largest Element in an Array(数组中的第K个最大元素)

2023-12-06 04:58

本文主要是介绍LeetCode 215. Kth Largest Element in an Array(数组中的第K个最大元素),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

题目描述:

Find the kth largest element in an unsorted array. Note that it is the kth largest element in the sorted order, not the kth distinct element.

Example 1:

Input: [3,2,1,5,6,4] and k = 2
Output: 5

Example 2:

Input: [3,2,3,1,2,4,5,5,6] and k = 4
Output: 4

Note: 
You may assume k is always valid, 1 ≤ k ≤ array's length.

 

在未排序的数组中找到第 k 个最大的元素。请注意,你需要找的是数组排序后的第 k 个最大的元素,而不是第 k 个不同的元素。

示例 1:

输入: [3,2,1,5,6,4] 和 k = 2
输出: 5

示例 2:

输入: [3,2,3,1,2,4,5,5,6] 和 k = 4
输出: 4

说明:

你可以假设 k 总是有效的,且 1 ≤ k ≤ 数组的长度。

 

思路:

最简单最直接的做法,就是先将数组从小到大排序,然后从后往前搜索数组中第k大的元素,当然这样做非常费时。

我们可以用快速排序的思想:

(1)选中数组中的一个元素作为支点,将小于该支点的所有元素放到其左侧,大于该支点的所有元素放到其右侧,如果该支点的右边恰巧有k-1个元素,那么这个支点就是我们要找的答案;

(2)如果支点右侧区域的元素个数大于k-1,说明我们要找的目标元素在支点的右侧,因此在右侧区域重新选择新支点,同时,目标元素依然是右侧区域的第k个最大的元素;

同理,如果支点右侧区域的元素个数小于k-1,假设为j-1,说明我们要找的目标元素在支点的左侧,因此在左侧区域重新选择新支点,而此时,目标元素是左侧区域的第k-j个最大的元素;

(3)更新支点和k值,重复步骤(1)(2),直到得到我们想要的答案

 

我们利用交换思想达到分治的目的,将问题范围缩小,宏观有序,微观无序,避免将数组中的所有元素排序,从而提到计算效率。

 

实现(C++):

方法1:暴力排序

class Solution {
public:int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) {sort(nums.begin(), nums.end());int i;for(i=nums.size()-1; i>=nums.size()-k+1; i--){}return nums[i];}
};

 

方法2:分治

class Solution {public:int find(vector<int>& nums, int k, int begin, int end, int pivot){ //分治,交换排序,快速排序//nums:目标数组//k:寻找第k个大的元素//begin:寻找区域的起点//end:寻找区域的终点//pivot:支点if(begin==end)return nums[begin];int i=begin;int j=end;while(i<j){ //交换:将小于支点的元素放到其左侧,大于支点的元素放到其右侧while(i<j&&nums[j]>=pivot)j--;nums[i]=nums[j];while(i<j&&nums[i]<=pivot)i++;nums[j]=nums[i];}nums[i]=pivot; if(end-j==k-1) //如果支点右侧恰巧有k-1个元素,说明该支点就是我们要找的目标元素return nums[j];else if(end-j>k-1&&j+1<=end) //如果支点右侧区域的元素个数大于k-1,则继续在右侧区域寻找目标元素return find(nums, k, j+1, end, nums[j+1]);else if(end-j<k-1&&j-1>=begin) //如果支点右侧区域的元素个数小于k-1,则继续在左侧区域寻找目标元素return find(nums, k-(end-j)-1, begin, j-1, nums[begin]);return -1;}public:int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) {int begin=0;int end=nums.size()-1;int pivot=nums[0];return find(nums, k, begin, end, pivot); }
};

 

 

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