最小k个数
题目
输入n个整数,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,。
思考
- 方法0: 直接排序然后返回前k个,最好的时间复杂度为 O(nlog(n))
- 方法1: 快排的变种,时间复杂度 O(n),缺点:原址,需要把所有数都 load 到内存中
- 方法2: 利用最大堆作为辅助,时间复杂度 O(n*lg(k)),适用于处理数据量很大的情况。
code
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
class Solution{
public:
vector<int> GetLeastNumbers_Solution(vector<int> input, int k){
vector<int> ans;
if(k > input.size()){
return ans;
}
// GetLeastNumbersPartition(input, 0, input.size()-1, k);
// for(int i=0; i<k; i++)
// ans.push_back(input[i]);
// return ans;
return GetLeastNumbersHeap(input, k);
}
// parition, average time complexity - O(n)
// note: k should less than then size of input
void GetLeastNumbersPartition(vector<int> &input, int left, int right, int k){
int pos = partition(input, left, right);
if(pos == k-1){
return;
}else if (pos < k-1){
GetLeastNumbersPartition(input, pos+1, right, k);
}else{
GetLeastNumbersPartition(input, left, pos-1, k);
}
}
int partition(vector<int> &input, int left, int right){
if(left > right)
return -1;
int pos = left-1;
for(int i=left; i<right; i++){
if(input[i] <= input[right]){
swap(input[i], input[++pos]);
}
}
swap(input[right], input[++pos]);
// input[left, pos] <= input[pos]
// input[pos+1, right] > input[pos]
return pos;
}
// heap sort, time complexity - O(nlog(k))
vector<int> GetLeastNumbersHeap(vector<int> &input, int k){
if(k > input.size() || input.empty())
return vector<int>();
vector<int> ans(input.begin(), input.begin()+k); // max heap
make_heap(ans.begin(), ans.end(), comp);
for(int i=k; i<input.size(); i++){
if(input[i] < ans.front()){ // the current value less than the maximun of heap
pop_heap(ans.begin(), ans.end(), comp);
ans.pop_back();
ans.push_back(input[i]);
push_heap(ans.begin(), ans.end(), comp);
}
}
sort(ans.begin(), ans.end());
return ans;
}
static bool comp(int a, int b){
return a<b;
}
};
int main()
{
freopen("in.txt", "r", stdin);
int k;
cin >> k;
vector<int> input;
int cur;
while(cin >> cur){
input.push_back(cur);
}
vector<int> ans = Solution().GetLeastNumbers_Solution(input, k);
for(int n : ans)
cout << n << " ";
cout << endl;
fclose(stdin);
return 0;
}
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