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深入线性时间复杂度求数组中第K大数的方法详解

  • 时间:2022-06-30 12:11 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:深入线性时间复杂度求数组中第K大数的方法详解
求数组中第K大的数可以基于快排序思想,步骤如下: 1、随机选择一个支点 2、将比支点大的数,放到数组左边;将比支点小的数放到数组右边;将支点放到中间(属于左部分) 3、设左部分的长度为L, 当K < L时,递归地在左部分找第K大的数 当K > L时,递归地在有部分中找第(K - L)大的数 当K = L时,返回左右两部分的分割点(即原来的支点),就是要求的第K大的数 以上思想的代码实现如下:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
/** 线性时间复杂度求数组中第K大数 ** author :liuzhiwei ** data   :2011-08-07  **/ #include "iostream" using namespace std; //基于快速排序思想,求数组a中第k大的数,low和high分别为数组的起始和结束位置 //时间复杂度为o(n),n为数组的长度 //1<=k<=n //如果存在,返回第k大数的下标,否则返回-1 int selectk(int a[], int low, int high, int k) {  if(k <= 0)   return -1;  if(k > high - low + 1)   return -1;  int pivot = low + rand()%(high - low + 1);    //随即选择一个支点  swap(a[low], a[pivot]);  int m = low;  int count = 1;  //一趟遍历,把较大的数放到数组的左边  for(int i = low + 1; i <= high; ++i)  {   if(a[i] > a[low])   {    swap(a[++m], a[i]);    count++;              //比支点大的数的个数为count-1   }  }  swap(a[m], a[low]);           //将支点放在左、右两部分的分界处  if(count > k)  {   return selectk(a, low, m - 1, k);  }  else if( count < k)  {   return selectk(a, m + 1, high, k - count);  }  else  {   return m;  } } int main(void) {  int a[] = {5, 15, 5, 7, 9, 17,100, 3, 12, 10, 19, 18, 16, 10, 1000,1,1,1,1,1,1,1,1};  int r = selectk(a, 0, sizeof(a) /sizeof(int) - 1, 5);  cout<<(r == -1 ? r : a[r])<<endl;  system("pause");  return 0; }
稍微改动一下,就可以修改为求数组中第K小数 完整的代码如下:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
/** 线性时间复杂度求数组中第K小数 ** author :liuzhiwei ** data   :2011-08-07  **/ #include "iostream" using namespace std; //基于快速排序思想,求数组a中第k小的数,low和high分别为数组的起始和结束位置 //时间复杂度为o(n),n为数组的长度 //1<=k<=n //如果存在,返回第k小数的下标,否则返回-1 int selectk(int a[], int low, int high, int k) {  if(k <= 0)   return -1;  if(k > high - low + 1)   return -1;  int pivot = low + rand()%(high - low + 1);    //随即选择一个支点  swap(a[low], a[pivot]);  int m = low;  int count = 1;  //一趟遍历,把较小的数放到数组的左边  for(int i = low + 1; i <= high; ++i)  {   if(a[i]<a[low])   {    swap(a[++m], a[i]);    count++;              //比支点小的数的个数为count-1   }  }  swap(a[m], a[low]);           //将支点放在左、右两部分的分界处  if(k < count)  {   return selectk(a, low, m - 1, k);  }  else if( k > count)  {   return selectk(a, m + 1, high, k - count);  }  else  {   return m;  } } int main(void) {  int a[] = {5, 15, 5, 7, 9, 17,100, 3, 12, 10, 19, 18, 16, 10, 1000,1,1,1,1,1,1,1,1};  int r = selectk(a, 0, sizeof(a) /sizeof(int) - 1, 23);  cout<<(r == -1 ? r : a[r])<<endl;  system("pause");  return 0; }
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