【leetcode100】数组中的第K个最大元素

1、题目描述

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。

示例 1:

复制代码
输入: [3,2,1,5,6,4],k = 2
输出: 5

示例 2:

复制代码
输入: [3,2,3,1,2,4,5,5,6], k = 4
输出: 4

2、初始思路

2.1 思路1

直接使用sort进行递增排序,直接找到,但忽略了题目中对时间复杂度的要求。sort排序代码的时间复杂度为O(NlogN).

复制代码
class Solution:
    def findKthLargest(self, nums: List[int], k: int) -> int:
        nums.sort(reverse = True)
        return nums[k-1]

2.2 思路2

看题目属于堆中的定义,了解了堆之后,使用堆的最大堆进行实现。但此时,由于元素的出栈和入栈,时间复杂度仍然不符合要求。

复制代码
class Solution:
    def findKthLargest(self, nums: List[int], k: int) -> int:
        heap = []
        for num in nums:
            heapq.heappush(heap, num)
            if len(heap) > k:
                heapq.heappop(heap)
        return heap[0]

3 优化算法

3.1 思路

使用分治的方法进行求解,首先随机挑选一个nums中的元素作为基准,根据该基准确定low, equal和high,从而分开进行求解。

复制代码
class Solution:
    def findKthLargest(self, nums: List[int], k: int) -> int:
        def quickSort(nums, k):
            mid = random.choice(nums)
            low, equal, high = [], [], []
            for num in nums:
                if num<mid:
                    low.append(num)
                elif num>mid:
                    high.append(num)
                else:
                    equal.append(num)
            if len(high) >= k:
                return quickSort(high, k)
            elif len(equal) + len(high) >= k:
                return mid
            else:
                return quickSort(low, k - len(equal) - len(high))
        return quickSort(nums, k)

3.2 注意!

刚开始选取元素时,选取了最左侧的元素进行求解,但忽略了如果原数组是按照递增或者递减的顺序进行排列的话,那么每次分治只能去掉一个元素,每次递归处理的数据量:n + (n-1) + (n-2) + ... ≈ n²/2,时间复杂度退化为 O(n²)。

4 总结

当看到复杂度要求为O(N)的排序类型的题时,可以优先考虑能否使用分治发进行求解,二分法也属于分治法的一种。

相关推荐
Tech Synapse5 分钟前
电商商品推荐系统实战:基于TensorFlow Recommenders构建智能推荐引擎
人工智能·python·tensorflow
聿小翼9 分钟前
selenium-wire 与 googletrans 的爱恨情仇
python
咖啡调调。11 分钟前
模板引擎语法-算术运算
python·django·sqlite
CodeCraft Studio11 分钟前
Excel处理控件Spire.XLS系列教程:Java设置Excel活动工作表或活动单元格
java·python·excel
Doker 多克12 分钟前
Python-Django系列—部件
开发语言·python
Linux运维老纪14 分钟前
Python文件操作及数据库交互(Python File Manipulation and Database Interaction)
linux·服务器·数据库·python·云计算·运维开发
Felven14 分钟前
A. Everybody Likes Good Arrays!
数据结构·算法
Bruce_Liuxiaowei20 分钟前
MCP Python SDK构建的**SQLite浏览器**的完整操作指南
数据库·python·sqlite
q_q王20 分钟前
实时数字人——DH_LIVE
python·大模型·数字人·实时
子燕若水28 分钟前
解释PyTorch中的广播机制
人工智能·pytorch·python