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[215 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。](#215 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。)
[347. 前 K 个高频元素](#347. 前 K 个高频元素)
快速排序--递归
cpp
void quick_sort(vector<int> &nums, int l, int r) {
if (l + 1 >= r) {
return;
}
int first = l, last = r - 1, key = nums[first];
while (first < last){
while(first < last && nums[last] >= key) {
--last;
}
nums[first] = nums[last];
while (first < last && nums[first] <= key) {
++first;
}
nums[last] = nums[first];
}
nums[first] = key;
quick_sort(nums, l, first);
quick_sort(nums, first + 1, r);
}归并排序--递归
cpp
void merge_sort(vector<int> &nums, int l, int r, vector<int> &temp) {
if (l + 1 >= r) {
return;
}
// divide
int m = l + (r - l) / 2;
merge_sort(nums, l, m, temp);
merge_sort(nums, m, r, temp);
// conquer
int p = l, q = m, i = l;
while (p < m || q < r) {
if (q >= r || (p < m && nums[p] <= nums[q])) {
temp[i++] = nums[p++];
} else {
temp[i++] = nums[q++];
}
}
for (i = l; i < r; ++i) {
nums[i] = temp[i];
}
}插入排序
cpp
void insertion_sort(vector<int> &nums, int n) {
for (int i = 0; i < n; ++i) {
for (int j = i; j > 0 && nums[j] < nums[j-1]; --j) {
swap(nums[j], nums[j-1]);
}
}
}冒泡排序
cpp
void bubble_sort(vector<int> &nums, int n) {
bool swapped;
for (int i = 1; i < n; ++i) {
swapped = false;
for (int j = 1; j < n - i + 1; ++j) {
if (nums[j] < nums[j-1]) {
swap(nums[j], nums[j-1]);
swapped = true;
}
}
if (!swapped) {
break;
}
}
}选择排序
cpp
void selection_sort(vector<int> &nums, int n) {
int mid;
for (int i = 0; i < n - 1; ++i) {
mid = i;
for (int j = i + 1; j < n; ++j) {
if (nums[j] < nums[mid]) {
mid = j;
}
}
swap(nums[mid], nums[i]);
}
}排序调用方法
cpp
void sort() {
vector<int> nums = {1,3,5,7,2,6,4,8,9,2,8,7,6,0,3,5,9,4,1,0};
vector<int> temp(nums.size());
sort(nums.begin(), nums.end());
quick_sort(nums, 0, nums.size());
merge_sort(nums, 0, nums.size(), temp);
insertion_sort(nums, nums.size());
bubble_sort(nums, nums.size());
selection_sort(nums, nums.size());
}215 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。
你必须设计并实现时间复杂度为 O(n) 的算法解决此问题。
书中最优解
cpp
int pointers::findKthLargest(vector<int>& nums, int k)
{
int l = 0, r = nums.size() - 1, target = nums.size() - k;
while (l < r) {
int mid = quickSelection(nums, l, r);
if (mid == target) {
return nums[mid];
}
if (mid < target) {
l = mid + 1;
}
else {
r = mid - 1;
}
}
return nums[l];
}
// 辅函数 - 快速选择
int quickSelection(vector<int>& nums, int l, int r) {
int i = l + 1, j = r;
while (true) {
while (i < r && nums[i] <= nums[l]) {
++i;
}
while (l < j && nums[j] >= nums[l]) {
--j;
}
if (i >= j) {
break;
}
swap(nums[i], nums[j]);
}
swap(nums[l], nums[j]);
return j;
}本人写，提交超出时间限制
cpp
int pointers::findKthLargest(vector<int>& nums, int k)
{
int len = nums.size();
for (int i = 0; i < len; ++i) {
for (int j = i; j >0 && nums[j]<nums[j-1]; --j) {
swap(nums[j], nums[j - 1]);
}
}
return nums[len-k];
}347. 前 K 个高频元素
给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。
你可以按 任意顺序 返回答案。
解：桶排序
书中最优解
cpp
vector<int> pointers::topKFrequent(vector<int>& nums, int k)
{
unordered_map<int, int> counts;
/*unordered_map容器用来存储键值对，其中键为int型，值为int型，
可以用counts[key]++方式增加某个键的值，如果键不存在，会自动插一个新的键值对，值为0
由于unordered_map不允许存储具有重复键的元素，因此count()函数本质上检查unordered_map中是否存在具有给定键的元素。
*/
int max_count = 0;
//统计每个元素出现的次数，实现数：频率
for (const int& num : nums) {
max_count = max(max_count, ++counts[num]);
}
vector<vector<int>> buckets(max_count + 1); //行数max_count + 1
//将次数为i的元素放入i桶中，实现频率：数，通过键值相互交换达到value排序的目的，这种写法更符合C++
for (const auto& p : counts) {
buckets[p.second].push_back(p.first);
}
vector<int> ans;
for (int i = max_count; i >= 0 && ans.size() < k; --i) {
for (const int& num : buckets[i]) {
ans.push_back(num);
if (ans.size() == k) {
break;
}
}
}
return ans;
}