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:
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
提示:
1 <= k <= nums.length <= 105
-104 <= nums[i] <= 104
解决思路:由于需要时间复杂度为O(n),所以传统的排序算法均不能使用。
在本题中,要求获得的是第K大的元素,并不要求数组要进行完全排序,所以我们可以进行快速排序的变种写法
快速排序有一个特点就是在每一次进行快排之后,就可以确定一个元素的最终位置!!
为了保证稳定性,随机获取集合中的一个元素pivot进行排序,所以我们可以判断比该pivot元素小的元素个数(low.size()),比该pivot元素大的元素个数(above.size()),以及和该pivot元素相等的元素个数(equal.size())
此时我们所知道的是要查找第K大的元素
- 如果K小于above.size()时,那么可以确定所需要元素在above集合中,然后在above集合中进行依次变种快排
- 如果K大于equal.size()+above.size(),那么说明该元素在low集合中,而且是所要结果low集合中第(K+low.size()-nums.size())大的元素,然后再low集合中进行变种快排
- 若以上两种情况均不满足,则说明此时pivot就是我们所需要的第K大的元素
代码如下所示:
class Solution {public int findKthLargest(int[] nums, int k) {List<Integer> temp=new ArrayList<>();for(int i=0;i<nums.length;i++){temp.add(nums[i]);}return quickSort(temp,k);}public int quickSort(List<Integer> temp,int k){//为了稳定性,随机选择一个数Random rand =new Random();int pivot=temp.get(rand.nextInt(temp.size()));int i=0;List<Integer> low=new ArrayList<>();List<Integer> above=new ArrayList<>();List<Integer> equal=new ArrayList<>();while(i<temp.size()){if(temp.get(i)<pivot){low.add(temp.get(i));}else if(temp.get(i)>pivot){above.add(temp.get(i));}else{equal.add(temp.get(i));}i++;}//说明第k大元素,在above集合中if(k<=above.size()){return quickSort(above,k);}//说明第k大元素,在low集合中if(temp.size()-low.size()<k){return quickSort(low,k+low.size()-temp.size());}return pivot;}
}