Update 215. Kth Largest Element in an Array.md

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ShusenTang 2019-12-11 20:20:23 +08:00 committed by GitHub
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# 思路 # 思路
给定一个数组, 要求返回其中第k大的数. 这应该属于常考的面试题了, 务必掌握. 有两个基本的思路: 快排划分的思想和最大(小)堆. 给定一个数组, 要求返回其中第k大的数. 这应该属于常考的面试题了, 务必掌握. 有两个基本的思路: 快排划分的思想和最大(小)堆.
时间复杂度平均为O(n) ## 思路一、快排划分
## 思路一
我们回忆一下快排中的partition函数: 我们回忆一下快排中的partition函数:
每次先(任意)确定一个中枢值pivot然后遍历其他所有的数字像这道题从大往小排的话就把大于中枢点的数字放到左半边 每次先(任意)确定一个中枢值pivot然后遍历其他所有的数字像这道题从大往小排的话就把大于中枢点的数字放到左半边
把小于中枢点的放在右半边,这样中枢点是整个数组中第几大的数字就确定了,虽然左右两部分各自不一定是完全有序的. 把小于中枢点的放在右半边,这样中枢点是整个数组中第几大的数字就确定了,虽然左右两部分各自不一定是完全有序的.
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* 若得到的pos比k-1小, 那在pos右边继续调用partition; * 若得到的pos比k-1小, 那在pos右边继续调用partition;
* 否则, 在pos左边继续调用partition. * 否则, 在pos左边继续调用partition.
其实STL中`nth_element`已经帮我们实现了上述过程, 注意学习使用. 其实STL中`nth_element`已经帮我们实现了上述过程, 注意学习使用:
``` C++
nth_element(vc.begin(), vc.begin()+5, vc.end(), cmp); // 没有返回值
```
**`nth_element`只保证第n(从0开始)个元素是位于最终排序位置的, 但其左右两边的元素则不一定有序.** **`nth_element`只保证第n(从0开始)个元素是位于最终排序位置的, 但其左右两边的元素则不一定有序.**
时间复杂度平均O(n)最坏O(n^2)空间复杂度O(1)
> 可以先将nums顺序随机打乱这样就不会出现最坏时间复杂度的情况。
## 思路二、堆
用最小堆, 维护一个大小为k的最小堆(实际不是堆是个二叉树)新来一个元素后如果大小超过了k就去掉top元素是最小的即可, 到最后堆里就是最大的k个数堆顶为第k大的数。
由于堆大小为k**初始建堆时间复杂度是线性的**即O(k)后面删除堆顶元素和插入新元素时间都是O(logk)所以总的时间复杂度是O(nlogk)空间复杂度O(k)
> 也可以用最大堆,用最大堆的话需要将所有元素都进堆,然后再删除堆顶的元素 k-1 次。
初始建堆复杂度O(n),再加上 k-1 次删除操作所以总的时间复杂度为O(n + klogn)堆大小为n所以空间复杂度O(n)。
**所以但当n很大时是用最大堆不合理的将消耗大量空间。**
## 思路二
用最小堆, 最小堆(实际不是堆是个二叉树)始终保持最小元素在树顶, 那么我们不断去掉top元素知道只剩下k个元素, 那剩下的top元素即所求.
> 或者用最大堆, 这样我们不断去掉k-1个最大堆树顶元素后第k大的元素就位于树顶了.
在STL中, `priority_queue`和`multiset`都可用来作为最小(大)堆, 代码以前者为例, 用`multiset`可以参考[此处](https://leetcode.com/problems/kth-largest-element-in-an-array/discuss/60309/C%2B%2B-STL-partition-and-heapsort) 在STL中, `priority_queue`和`multiset`都可用来作为最小(大)堆, 代码以前者为例, 用`multiset`可以参考[此处](https://leetcode.com/problems/kth-largest-element-in-an-array/discuss/60309/C%2B%2B-STL-partition-and-heapsort)
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> 建议详读[讨论区总结](https://leetcode.com/problems/kth-largest-element-in-an-array/discuss/60309/C%2B%2B-STL-partition-and-heapsort) > 建议详读[讨论区总结](https://leetcode.com/problems/kth-largest-element-in-an-array/discuss/60309/C%2B%2B-STL-partition-and-heapsort)
## 思路三、桶排序
如果数组里的元素的范围是固定的(有限的),还可以用桶排序。
# C++ # C++
## 思路一 ## 思路一
``` C++ ``` C++