剑指 Offer 40. 最小的k个数 + 优先队列 + 堆 + 快速排序
剑指 Offer 40. 最小的k个数
Offer_40
题目描述
解法一:排序后取前k个数
/**
* 题目描述: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。
*/
/**
* 方法一:先对数字进行排序,然后依次找到最小的k个数
*/
public class Offer_40 {
public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
if(arr == null || arr.length == 0 || k==0)
return new int[0];
Arrays.sort(arr);
int[] result = new int[k];
int index = 1;
result[0] = arr[0];
for(int i = 1; i<arr.length; i++){
if(index >= k)
break;
if(arr[i] != arr[i-1]){
result[index++] = arr[i];
}
}
return result;
}
}
解法二:使用大根堆维护k个最小的数
/**
* 方法二:使用大根堆维护k个最小的数
*/
class Offer_40_1 {
public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
if(arr == null || arr.length == 0 || k==0)
return new int[0];
int[] result = new int[k];
//java的优先队列默认是小根堆实现,而c++中默认是大根堆实现。
PriorityQueue<Integer> priorityQueue = new PriorityQueue<>(new Comparator<Integer>() {
//自定义排序器,降序排序
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return o2 - o1;
}
});
for(int i = 0;i<k; i++){
priorityQueue.offer(arr[i]);
}
for(int i=k; i<arr.length; i++){
if(priorityQueue.peek() > arr[i]){
priorityQueue.poll();
priorityQueue.offer(arr[i]);
}
}
for(int i=0;i<k;i++){
result[i] = priorityQueue.poll();
}
return result;
}
}
解法三:使用快速排序的思想找前k个最小的数
/**
* 方法三:使用快排的思想
*/
class Offer_40_2 {
/**
* 一趟排序,每一趟返回一个数的确定位置
* @param arr
* @param l
* @param r
* @return
*/
int partition(int[] arr, int l, int r){
int fix = arr[l];//需要确定arr[l]的位置
while(l<r){
while(arr[r] >= fix && l<r)
r--;
if(l<r){
arr[l] = arr[r];
l++;
}
while(arr[l] <= fix && l<r)
l++;
if(l<r){
arr[r] = arr[l];
r--;
}
}
//最后才确定fix的位置
arr[l] = fix;
return l;
}
/**
* 查找最小的k个数
* @param arr
* @param k
* @param l
* @param r
*/
int[] quickSort(int[] arr, int k, int l, int r){
int index = partition(arr, l, r);
if(index == k-1){
int[] result = new int[k];
result = Arrays.copyOf(arr, k);
return result;
}else if(index <k-1){//找到的index个数小于k个,需要继续往右半部分递归查找
return quickSort(arr, k, index+1, r);
}else{
return quickSort(arr, k, l, index-1);
}
}
public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
if(arr == null || arr.length == 0 || k==0)
return new int[0];
return quickSort(arr, k, 0, arr.length -1);
}
}
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