剑指offer-29-最小的K个数 -- Java实现

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,。

分析

思路一：

使用堆（heap）来实现，Java中堆默认是从小到大排序的，为此 需要重写比较函数。其中comareTo函数代码测试如下：

    public static void main(String[] args) {
        Integer s1 = 2;
        Integer s2 = 5;
        Integer s3 = 5;
        System.out.println("<:"+s1.compareTo(s2));
        System.out.println(">:"+s2.compareTo(s1));
        System.out.println("=:"+s2.compareTo(s3));
    }

输出如下：

重新构造比较器如下：

			PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<Integer>(k, 
														new Comparator<Integer>() {
 
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2.compareTo(o1);
            }
        });

其中 o2.compareTo(o1)代表从大到小排序，即为最大堆的实现，反之则为从小到大，最小堆。
最大堆：

siftDown(int k, E x)方法，该方法的作用是从k指定的位置开始，将x逐层向下与当前点的左右孩子中较小的那个交换，直到x小于或等于左右孩子中的任何一个为止。

思路见代码，有注释。
时间复杂度：O(N)
空间复杂度：O(N)

代码：

import java.util.PriorityQueue;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> GetLeastNumbers_Solution(int [] input, int k) {
        ArrayList<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
        int length = input.length;
        //边界条件
        if(input==null||k<=0||k>length) return result;
        //使用优先级队列构造最大堆
        PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<Integer>(k,
                                                        new Comparator<Integer>(){
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2.compareTo(o1);
            }
        });
        //向最大堆中添加input中最小的k个数
        for(int i=0;i<length;i++){
            if(maxHeap.size()!=k){
                maxHeap.offer(input[i]);
            } else if(maxHeap.peek()>input[i]){
                Integer tmp = maxHeap.poll();
                tmp = null;
                maxHeap.offer(input[i]);
            }
        }
        //从最大堆添加到Arraylist中
        for(Integer integer:maxHeap){
            result.add(integer);
        }
        return result;
    }
}