LeetCode热题100--215. 数组中的第K个最大元素--中等

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。

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:

输入: $3,2,1,5,6,4$ , k = 2

输出: 5

示例 2:

输入: $3,2,3,1,2,4,5,5,6$ , k = 4

输出: 4

题解

java 复制代码

public class Solution {
    private int quickSelect(List<Integer> nums, int k) {
        // 随机选择基准数
        Random rand = new Random();
        int pivot = nums.get(rand.nextInt(nums.size()));
        // 将大于、小于、等于 pivot 的元素划分至 big, small, equal 中
        List<Integer> big = new ArrayList<>();
        List<Integer> equal = new ArrayList<>();
        List<Integer> small = new ArrayList<>();
        for (int num : nums) {
            if (num > pivot)
                big.add(num);
            else if (num < pivot)
                small.add(num);
            else
                equal.add(num);
        }
        // 第 k 大元素在 big 中，递归划分
        if (k <= big.size())
            return quickSelect(big, k);
        // 第 k 大元素在 small 中，递归划分
        if (nums.size() - small.size() < k)
            return quickSelect(small, k - nums.size() + small.size());
        // 第 k 大元素在 equal 中，直接返回 pivot
        return pivot;
    }
    
    public int findKthLargest(int[] nums, int k) {
        List<Integer> numList = new ArrayList<>();
        for (int num : nums) {
            numList.add(num);
        }
        return quickSelect(numList, k);
    }
}

解析

出自：215. 数组中的第 K 个最大元素（分治，清晰图解）

java 复制代码

    List<Integer> less  = new ArrayList<>();             //创建一个新的列表用于存放小于pivot的数。
    List<Integer> greater = new ArrayList<>();           //同样，用于存放大于pivot的数。
    
    for(int num : nums) {                               //遍历nums中的每个数字num：
        if (num < pivot)                                //如果num小于基准数，将num添加到"less"列表中；
            less.add(num);
        else if (num > pivot)                          //如果num大于基准数，将num添加到"greater"列表中。
            greater.add(num);
    }
    
    // 第 k 大的数字位于 "greater" 或与其大小相同的元素中。
    if (k <= greater.size())                     //如果k小于等于"greater"的大小，说明我们正在寻找的元素在"greater"列表中。所以需要调用quickSelect函数，参数为(greater, k)。
        return quickSelect(greater, k);
     else                                          //否则，说明我们要找的数字不在列表 "greater" 和 "equal"（这些与基准数相等的元素）中，而在 "less" 列表中。所以将 k 减去 greater.size() 并递归调用 quickSelect(),参数为(less, k-less.size())
        return quickSelect(less, k - greater.size());  
}   
    

public int findKthLargest(int[] nums, int k) {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();                //初始化一个新的ArrayList作为临时的list，用于存放数字。
   for (int i = 0; i < nums.length; i++ )                  //将原始数组转换为list格式进行处理。
        list.add(nums[i]);
    return quickSelect(list, k);                            //返回调用quickSelect函数的值（找到第k大的数字）。
}