Leetcode-215:求一个数组中第k大的数

题目描述

给定一个未排序的整数数组,找到其中第k大的数
样例:

  • 给出数组[4,5,1,2,3]和k=3,返回3;
  • 给出数组[7,9,4,5]和k=1,返回9.
    要求时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)
分析

快排–不用完全快排完成:

因为快排每次将数组划分为两组加一个枢纽元素,每一趟划分你只需要将k与枢纽元素的下标进行比较,如果比枢纽元素下标大就从右边的子数组中找,如果比枢纽元素下标小从左边的子数组中找,如果一样则就是枢纽元素,找到,如果需要从左边或者右边的子数组中再查找的话,只需要递归一边查找即可,无需像快排一样两边都需要递归,所以复杂度必然降低。

最差情况如下:假设快排每次都平均划分,但是都不在枢纽元素上找到第k大

第一趟快排没找到,时间复杂度为O(n),第二趟也没找到,时间复杂度为O(n/2),。。。。。,第k趟找到,时间复杂度为O(n/2k),所以总的时间复杂度为O(n(1+1/2+….+1/2k))=O(n),明显比冒泡快,虽然递归深度是一样的,但是每一趟时间复杂度降低。

代码实现

快排求第k大数代码如下:

#include <stdio.h>

#define length(array) sizeof(array)/sizeof(array[0])
#define true 1
#define false 0

int Sort(int *a, int low, int high)
{
    int pivot = a[low]; //这里每次的枢纽元素都取了待排数组的第一个元素,记住是a[low],而不是a[0]
    if(low < high)  //时间复杂度是O(n),n是数组长度
    {
        while(a[high] >= pivot && low < high)
            high --;
        a[low++] = a[high];
        while(a[low] <= pivot && low <high)
            low ++;
        a[high--] = a[low];
    }
    a[low] = pivot;
    return low;
}
int QuickSort_K_MAX(int *a, int low, int high, int k)
{
    if(low >= high)
        return a[low];
    else
    {
        int mid = Sort(a,low,high); //划分子递归数组
        if(mid > k)
            QuickSort_K_MAX(a,low,mid-1,k); //左递归
        else if(mid < k)
            QuickSort_K_MAX(a,mid+1,high,k); //右递归,一旦右递归mid+1=high,将退化成冒泡,递归深度将变成n,n为数组长度
        else
            return a[mid];
    }
}
int main()
{
    int a[10] = {10,7,8,6,3,1,5,2,4,9};
    int k =6;
    int len = length(a);
    printf("%d",QuickSort_K_MAX(a,0,len-1,len-k));
    return 0;
}

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转载自blog.csdn.net/qq_36653505/article/details/81639162
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