使用快排切分实现快排和TopK问题的解题模板

import java.util.Arrays;

public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] arr1 = {48, 12, 6 ,8, 11};
int[] arr2 = {25, 14, 45 ,8, 10};
int k = 2;
System.out.print("Array_1: ");
printArr(arr1);
System.out.print("GetTopK: ");
// 注意是k-1
int[] topK = getTopK(arr1, 0, arr1.length - 1, k - 1);
printArr(topK);
System.out.print("Array_2: ");
printArr(arr2);
quickSort(arr2, 0, arr2.length - 1);
System.out.print("Sorted: ");
printArr(arr2);
} /**
* 快速排序
* @param arr 数组
* @param l 左边界
* @param r 右边界
*/
private static void quickSort(int[] arr, int l, int r) {
if (l >= r) return;
int index = partition(arr, l, r);
quickSort(arr, l, index - 1);
quickSort(arr, index + 1, r);
} /**
* 快排切分寻找TopK
* @param arr 数组
* @param l 左边界
* @param r 右边界
* @param k TopK
* @return TopK数组
*/
private static int[] getTopK(int[] arr, int l, int r, int k) {
// 每快排切分1次,找到排序后下标为j的元素,如果j恰好等于k就返回j以及j左边所有的数
int j = partition(arr, l, r);
if (j == k) return Arrays.copyOf(arr, j + 1);
// 否则根据下标j与k的大小关系来决定继续切分左段还是右段
return j > k ? getTopK(arr, l, j - 1, k) : getTopK(arr, j + 1, r, k);
} /**
* 快排切分
* 返回下标j,使得比arr[j]小的数都在j的左边,比arr[j]大的数都在j的右边
* @param arr 数组
* @param l 左边界
* @param r 右边界
* @return 一次切分后的基准值下标j
*/
private static int partition(int[] arr, int l, int r) {
int i = l, j = r + 1, pivot = arr[l];
while (true) {
while (++i <= r && arr[i] < pivot);
while (--j >= l && arr[j] > pivot);
if (i >= j) break;
swap(arr, i, j);
}
swap(arr, l, j);
return j;
} /**
* 数组下标对应值交换函数
* @param arr 数组
* @param i 下标i
* @param j 下标j
*/
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
} /**
* 打印数组
* @param arr 数组
*/
private static void printArr(int[] arr) {
for (int i : arr) {
System.out.print(i + " ");
}
System.out.println();
}
}

输出结果

Array_1: 48 12 6 8 11
GetTopK: 6 8
Array_2: 25 14 45 8 10
Sorted: 8 10 14 25 45

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