剑指offer40 最小的k个数

题目描述

输入整数数组 arr ，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。

示例 1：

输入：arr = [3,2,1], k = 2
输出：[1,2] 或者 [2,1]

示例 2：

输入：arr = [0,1,2,1], k = 1
输出：[0]

限制：

• 0 <= k <= arr.length <= 10000
• 0 <= arr[i] <= 10000

解题思路

方法一：排序

方法二：最小堆

方法三：快排

代码实现

class Solution40 {
    // 排序 直接复制最小的K个数
    public int[] getLeastNumbers(int[] arr, int k) {
        if (k <= 0 || arr.length == 0) {
            return new int[0];
        }
        int[] ans = new int[k];
        Arrays.sort(arr);
        // System.arraycopy(arr, 0, ans, 0, k);
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            ans[i] = arr[i];
        }
        return ans;
    }

    // 堆排序
    public int[] getLeastNumbers2(int[] arr, int k) {
        if (k <= 0 || arr.length == 0) {
            return new int[0];
        }

        // 最小堆 TODO 确认compare的作用
        PriorityQueue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2 - o1;
            }
        });
        // 堆的大小为K
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            queue.offer(arr[i]);
        }
        for (int i = k; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] < queue.peek()) {
                queue.poll();
                queue.offer(arr[i]);
            }
        }
        int[] ans = new int[k];
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            ans[i] = queue.poll();
        }
        return ans;
    }

    // 快排思想
    public int[] getLeastNumbers3(int[] arr, int k) {
        if (k <= 0 || arr.length == 0 || k > arr.length) {
            return new int[0];
        }
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1, k - 1);
        int[] ans = new int[k];
        // System.arraycopy(arr, 0, ans, 0, k);
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            ans[i] = arr[i];
        }
        return ans;
    }


    private void quickSort(int[] arr, int left, int right, int k) {
        if (left >= right) {
            return;
        }
        int index = quick(arr, left, right);
        System.out.println(index);
        if (k == index) {
            return;
        } else if (index < k) {
            quickSort(arr, index + 1, right, k);
        } else {
            quickSort(arr, left, index - 1, k);
        }
    }

    private int quick(int[] arr, int left, int right) {
        int key = arr[left];
        int indexLeft = left;
        while (left < right) {
            while (left < right && arr[right] >= key) {
                right--;
            }
            while (left < right && arr[left] <= key) {
                left++;
            }
            if (left < right) {
                int temp = arr[left];
                arr[left] = arr[right];
                arr[right] = temp;
            }
        }
        arr[indexLeft] = arr[left];
        arr[left] = key;
        return left;
    }
}

资料

• https://leetcode-cn.com/problems/zui-xiao-de-kge-shu-lcof/