LeetCode最小的k个数

最小的k个数

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。

示例 1:

输入:arr = [3,2,1], k = 2
输出:[1,2] 或者 [2,1]

示例 2:

输入:arr = [0,1,2,1], k = 1
输出:[0]

限制:

  • 0 <= k <= arr.length <= 10000
  • 0 <= arr[i] <= 10000

分析:其实这道题目就是在考察排序算法,不同的算法效率会不一样。

方法一:堆排序

private static void heapSort(int[] arr) {
        //创建堆
        for (int i = (arr.length - 1) / 2; i >= 0; i--) {
            //从第一个非叶子结点从下至上,从右至左调整结构
            adjustHeap(arr, i, arr.length);
        }

        //调整堆结构+交换堆顶元素与末尾元素
        for (int i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
            //将堆顶元素与末尾元素进行交换
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[0];
            arr[0] = temp;

            //重新对堆进行调整
            adjustHeap(arr, 0, i);
        }
    }
    private static void adjustHeap(int[] arr, int parent, int length) {
        //将temp作为父节点
        int temp = arr[parent];
        //左孩子
        int lChild = 2 * parent + 1;

        while (lChild < length) {
            //右孩子
            int rChild = lChild + 1;
            // 如果有右孩子结点,并且右孩子结点的值大于左孩子结点,则选取右孩子结点
            if (rChild < length && arr[lChild] < arr[rChild]) {
                lChild++;
            }

            // 如果父结点的值已经大于孩子结点的值,则直接结束
            if (temp >= arr[lChild]) {
                break;
            }

            // 把孩子结点的值赋给父结点
            arr[parent] = arr[lChild];

            //选取孩子结点的左孩子结点,继续向下筛选
            parent = lChild;
            lChild = 2 * lChild + 1;
        }
        arr[parent] = temp;
    }
    public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {

        int[] rt=new int[k];
        heapSort(arr);

        for (int i=0;i<k;i++) {
            rt[i]=arr[i];
        }
        return rt;
    }

当然java有现成的实现好了的堆

public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
    if (k == 0) {
        return new int[0];
    }
    // 使用一个最大堆(大顶堆)
    // Java 的 PriorityQueue 默认是小顶堆,添加 comparator 参数使其变成最大堆
    //PriorityQueue(int initialCapacity, Comparator<? super E> comparator) 
    //使用指定的初始容量创建一个 PriorityQueue,并根据指定的比较器对元素进行排序。
    Queue<Integer> heap = new PriorityQueue<>(k, (i1, i2) -> Integer.compare(i2, i1));

    for (int e : arr) {
        // 当前数字小于堆顶元素才会入堆
        if (heap.isEmpty() || heap.size() < k || e < heap.peek()) {
            heap.offer(e);
        }
        if (heap.size() > k) {
            heap.poll(); // 删除堆顶最大元素
        }
    }

    // 将堆中的元素存入数组
    int[] res = new int[heap.size()];
    int j = 0;
    for (int e : heap) {
        res[j++] = e;
    }
    return res;
}

方法二:快速排序

  • public class Arraysextends Object

此类包含用来操作数组(比如排序和搜索)的各种方法。此类还包含一个允许将数组作为列表来查看的静态工厂。

除非特别注明,否则如果指定数组引用为 null,则此类中的方法都会抛出 NullPointerException。

此类中所含方法的文档都包括对实现 的简短描述。应该将这些描述视为实现注意事项,而不应将它们视为规范 的一部分。实现者应该可以随意替代其他算法,只要遵循规范本身即可。(例如,sort(Object[]) 使用的算法不必是一个合并排序算法,但它必须是稳定的。)

此类是 Java Collections Framework 的成员。

public static void sort(int[] a,int fromIndex,int toIndex)
对指定 int 型数组的指定范围按数字升序进行排序。排序的范围从索引 fromIndex(包括)一直到索引 toIndex(不包括)。(如果 fromIndex==toIndex,则排序范围为空。)

public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
         Arrays.sort(arr);
         return Arrays.copyOfRange(arr, 0, k);
    }

当然也可以自己写快排的算法

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