/**
*题目描述:
*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,。
*/
import java.util.ArrayList;
public class Solution {
/*思路一:O(N)
利用快速排序中的获取分割(中轴)点位置函数getPartitiion。
基于数组的第k个数字来调整,使得比第k个数字小的所有数字都位于数组的左边,
比第k个数字大的所有数字都位于数组的右边。
调整之后,位于数组左边的k个数字就是最小的k个数字(这k个数字不一定是排序的)。
*/
public ArrayList<Integer> GetLeastNumbers_Solution(int [] input, int k) {
ArrayList list = new ArrayList();
if(input.length == 0 || k > input.length || k <= 0)
return list;
int low = 0;
int high = input.length-1;
int index = Partition(input,k,low,high);
while(index != k-1){
if (index > k-1)
index = Partition(input,k,low,index-1);
else
index = Partition(input,k,index+1,high);
}
for (int i = 0; i < k; i++)
list.add(input[i]);
return list;
}
int Partition(int[] input,int k,int low,int high){
//选取轴值
int pivotkey = input[k-1];
//将轴值置于数组第一位
swap(input,low,k-1);
while(low < high){
//由高至低,找到比轴值小的数,且于轴值交换
while(low < high && input[high] >= pivotkey)
high--;
swap(input,low,high);
//由低至高,找到比轴值大的数,且于轴值交换
while(low < high && input[low] <= pivotkey)
low++;
swap(input,low,high);
}
return low;
}
private void swap(int[] input, int low, int high) {
int temp = input[high];
input[high] = input[low];
input[low] = temp;
}
/*思路二:
利用堆排序,O(N logK),适合处理海量数据
(1) 遍历输入数组,将前k个数插入到推中;
(2) 继续从输入数组中读入元素做为待插入整数,并将它与堆中最大值比较:
如果待插入的值比当前已有的最大值小,则用这个数替换当前已有的最大值;
如果待插入的值比当前已有的最大值还大,则抛弃这个数,继续读下一个数。
这样动态维护堆中这k个数,以保证它只储存输入数组中的前k个最小的数,最后输出堆即可。
*/
public ArrayList<Integer> GetLeastNumbers_Solution2(int [] input, int k) {
ArrayList<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
if(input==null||input.length==0||input.length<k)
return result;
//构建大顶堆
for(int i=k/2-1;i>=0;i--){
adjustHeap(input,i,k-1);
}
//我们前k个元素的大顶堆已经构建好了,剩下的就是其余的和大顶堆的最大值比较了
for(int i=k;i<input.length;i++){
if(input[i]<input[0]){
int temp=input[i];
input[i]=input[0];
input[0]=temp;
adjustHeap(input,0,k-1);
}
}
//我们将调整好的前k个数放进链表里面
for(int i=0;i<k;i++){
result.add(input[i]);
}
return result;
}
//构建大顶堆
public void adjustHeap(int[] input,int i,int k){
//先把最上面根节点保存了
int temp=input[i];
for(int j=i*2+1;j<=k;j=j*2+1){
//j可以等于k,但是下面的程序不能,我们还要判断j和j+1呢
if(j<k&&input[j]<input[j+1]){
j++;
}
if(temp>input[j]){
break;
}
input[i]=input[j];
i=j;
}
input[i]=temp;
}
public static void main(String[] args) {
Solution s=new Solution();
int[] array={
4,5,1,6,2,7,3,8};
System.out.println(s.GetLeastNumbers_Solution(array,4).toString());
System.out.println(s.GetLeastNumbers_Solution2(array,4).toString());
}
}
【剑指offer】29最小的K个数
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Origin blog.csdn.net/adminpd/article/details/79704680
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