数组中第K个最大元素

一、题目

给定整数数组 nums 和整数 k,请返回数组中第 k 个最大的元素。

请注意,你需要找的是数组排序后的第 k 个最大的元素,而不是第 k 个不同的元素。

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输入: [3,2,1,5,6,4], k = 2
输出: 5

Leetcode:https://leetcode.cn/problems/kth-largest-element-in-an-array/

二、分析

此题目求 topK 问题,首先想到的是堆排序了。先建立一个大小为 K 的最小堆。填充进 K 个元素。

然后,遍历剩余的元素,如果当前元素大于堆顶元素,则将当前元素赋值给堆顶元素,然后重新建堆。最后直接返回堆顶元素即可

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class Solution {
public:
int findKthLargest(const std::vector<int>& nums, int k) {
if (nums.size() < k) {
return -1;
}
// 建立小根堆(K个元素)
std::vector<int> heap(k, 0);
for (int i = 0; i < k; i++) {
build_heap(heap, nums[i], i);
}
// 处理数组中剩余元素
for (int i = k; i < nums.size(); i++) {
if (nums[i] > heap[0]) {
re_cal_heap(heap, nums[i]);
}
}
// 返回堆顶元素即可
return heap[0];
}

private:
void build_heap(std::vector<int>& heap, int elem, int last) {
heap[last] = elem;
while (last > 0 && heap[last] < heap[(last-1)/2]) {
std::swap(heap[last], heap[(last-1)/2]);
last = (last-1) / 2;
}
}
void re_cal_heap(std::vector<int>& heap, int elem) {
heap[0] = elem;
int last = heap.size()-1;
int i = 0;
while (true) {
int min_pos = i;
if (i*2+1 <= last && heap[i] > heap[i*2+1]) {
min_pos = i*2+1;
}
if (i*2+2 <= last && heap[min_pos] > heap[i*2+2]) {
min_pos = i*2+2;
}
if (min_pos == i) {
break;
}
std::swap(heap[i], heap[min_pos]);
i = min_pos;
}
}
};

时间复杂度:n*LogK。建立小根堆的方式,在 K 小于 n 的时候,效率更高。