LeetCode 215.数组中的第K个最大元素题目链接

​​https://leetcode-cn.com/problems/kth-largest-element-in-an-array/​​


题目描述:

在未排序的数组中找到第 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。


示例 1：

输入: [3,2,1,5,6,4] 和 k = 2

输出: 5


示例 2：

输入: [3,2,3,1,2,4,5,5,6] 和 k = 4

输出: 4


说明:

你可以假设 k 总是有效的，且 1 ≤ k ≤ 数组的长度。


题目分析:

这道题最快的解题思路就是直接把数组排序，返回倒数第k个元素即可。当然我们也可以运用快速选择算法解决这道题。首先定义左右边界和要寻找目标元素的位置值，在左边界小于右边界时循环，调用快速选择函数获取轴节点位置。如果轴节点位置刚好是目标元素位置，则返回此位置上的元素值。如果轴节点位置在目标位置前方，缩小区间至右子区间，左边界更新为轴节点下一个位置，继续寻找。如果轴节点位置在目标位置后方，缩小区间至左子区间，右边界更新为轴节点前一个位置，继续寻找。直到找到目标位置上的元素值。


题解一(调用api直接求解):

执行用时: 2 ms

内存消耗: 38.8 MB

// 笔试面试必挂解法
class Solution {
    public int findKthLargest(int[] nums, int k) {
        // 对数组进行排序
        Arrays.sort(nums);
        // 返回数组倒数第k大元素
        return nums[nums.length - k];
    }
}


题解二(快速选择解法):

执行用时: 14 ms

内存消耗: 38.7 MB

class Solution {
    public int findKthLargest(int[] nums, int k) {
        // 定义左右边界，定义寻找目标元素的位置
        int left = 0, right = nums.length - 1, target = nums.length - k;
        // 当左边界小于右边界执行循环
        while (left < right) {
            // 调用快速选择函数获取区间轴节点位置
            int mid = quickSelection(nums, left, right);
            // 如果轴节点位置刚好是目标元素位置
            if (mid == target)
                // 返回此位置上的元素值
                return nums[mid];
            // 如果轴节点位置在目标位置前方
            if (mid < target) {
                // 缩小区间至右子区间，左边界更新为轴节点下一个位置
                left = mid + 1;
            } else {
                // 否则轴节点位置在目标位置后方
                // 缩小区间至左子区间，右边界更新为轴节点前一个位置
                right = mid - 1;
            }
        }
        // 返回边界位置上的值
        return nums[left];
    }


    public int quickSelection(int[] nums, int left, int right) {
        // 定义左标志位为左边界下一个位置，右标志位为右边界，默认基准值为左边界上的元素值
        int i = left + 1, j = right;
        // 循环
        while (true) {
            // 如果i没有越界 并且 左标志位的元素值小于等于基准值
            while (i < right && nums[i] <= nums[left])
                // 左标志位右移一位
                ++i;
            // 如果j没有越界 并且 右标志位的元素值大于等于基准值
            while (left < j && nums[j] >= nums[left])
                // 右标志位左移一位
                --j;
            // 如果i和j位置重合或i>j，跳出循环
            if (i >= j)
                break;
            // 交换左右标志位上的元素
            swap(nums, i, j);
        }
        // 交换基准值和右标志位上的元素
        swap(nums, left, j);
        // 返回右标志位位置
        return j;
    }


    // 交换数组元素
    public void swap(int[] nums, int x, int y) {
        int temp = nums[x];
        nums[x] = nums[y];
        nums[y] = temp;
    }
}


题目来源:力扣(LeetCode)