剑指Offer_29_最小的K个数

题目描述

输入n个整数，找出其中最小的K个数。例如输入4,5,1,6,2,7,3,8这8个数字，则最小的4个数字是1,2,3,4,。

解题思路

1. 解法1
   大顶堆，存放k个数字，遍历数组，当堆的数量小于k，则直接加入堆，否则与堆顶元素比较，如果比堆顶元素小，则将堆顶元素移除，并添加当前元素。

2. 解法2
   我们可以根据快速排序的思想，找到数组中第k个元素，排在其前面的都是比他小的。

实现

• 解法1

import java.util.ArrayList;
import java.util.TreeSet;

public class Solution {
    public ArrayList<Integer> GetLeastNumbers_Solution(int [] input, int k) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        if (input == null || input.length < k || k <= 0) return list;
        TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();
        for (int i : input) {
            if (set.size() < k) set.add(i);
            else {
                if (set.last() > i) {
                    set.pollLast();
                    set.add(i);
                }
            }
        }
        list.addAll(set);
        return list;
    }
}

• 解法2

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> GetLeastNumbers_Solution(int [] input, int k) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        if (input == null || input.length < k || k <= 0) return list;
        //TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();
        int par = partion(input, 0, input.length-1);
        int start = 0, end = input.length - 1;
        while (par != k-1){
            if (par < k - 1){
                start = par + 1;
                par = partion(input,par + 1, end);
            }
            else {
                end = par - 1;
                par = partion(input,start,end-1);
            }
        }
        for (int i = 0; i < k; i++){
            list.add(input[i]);
        }
        return list;
    }

    private int partion(int[] input, int start, int end) {

        if (start > end) return 0;

        Random r = new Random();
        int rd = r.nextInt(end- start + 1) + start;
        int tmp = input[rd];
        input[rd] = input[end];
        input[end] = tmp;
        int index =start -1;
        for (int i = start; i < end; i++){
            if (input[i] <= input[end]){
                index++;
                if (index != i){
                    tmp = input[index];
                    input[index] = input[i];
                    input[i] = tmp;
                }
            }
        }
        tmp = input[++index];
        input[index] = input[end];
        input[end] = tmp;
        return index;
    }
}