快速选择算法 C++ 标准库函数：nth_element

👨‍💻 关于作者：会编程的土豆

"不是因为看见希望才坚持，而是坚持了才看见希望。"

你好，我是会编程的土豆，一名热爱后端技术的Java学习者。

📚 正在更新中的专栏：

• 《数据结构与算法》😊😊😊

• 《leetcode hot 100》🥰🥰🥰🤩🤩🤩

• 《数据库mysql》

💕作者简介：后端学习者

先看例题：

class Solution {
public:
    int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) {
        nth_element(nums.begin(), nums.end() - k, nums.end());
        return nums[nums.size() - k];
    }
};

对，就是这么简单，完了，而且速度极快，时间复杂度为O(n)；

下面仔细阐述一下这个库函数：

nth 是 "n-th" 的缩写，意思是 "第 n 个"。

拆解

• n：表示一个整数序号

• th：英语序数词后缀（如 4th, 5th, 6th）

• 合起来 n-th：第 n 个

在函数名中的含义

std::nth_element 直译就是 "第 n 个元素"。

它的作用是：把容器中如果完全排序后，应该排在第 n 个位置的那个元素 放到第 n 个位置。

下标从0开始的哦

作用把第二个参数表示的那个位置 "应该排在那个位置的元素"放过去，且不保证其他元素有序。

nth_element(nums.begin(), nums.end() - k, nums.end());
//           ↑             ↑                 ↑
//         起始迭代器    目标位置迭代器      结束迭代器

• nums.end() - k 就是倒数第 k 个位置

• 因为是升序排序，倒数第 k 个位置就是第 k 大的元素所在的位置

举例

数组 [3,2,1,5,6,4]，k = 2：

• 完全排序后是 [1,2,3,4,5,6]

• 第 2 大是 5，在倒数第 2 个位置（下标 4）

• nth_element 后数组变成类似 [3,2,1,4,5,6]（不唯一）

• 下标 4 的元素必定是 5

复杂度

维度	复杂度
时间	平均 O(n)，最坏 O(n²)（但标准库通常用 Introselect 保证 O(n)）
空间	O(1)

其他语言的类似函数

语言	等价函数
C++	std::nth_element
Python	heapq.nlargest(k, nums)[-1] 或 sorted(nums)[-k]
Java	Arrays.sort(nums); return nums[nums.length - k];