面试题目:输入n个整数,输出其中最小的前k个数。
例如输入1,2,3,4,5,6,7和8这8个数字,则最小的3个数字为1,2,3。
分析:这道题最简单的思路莫过于把输入的n个整数排好序,然后输出前面k个数,这就是最小的前k个数。但是按照这种思路最好的时间复杂度为O(nlogn),是否还有比这个更快的算法呢?
我们可以先创建一个大小为k的数据容器来存储最小的k个数字。接下来我们每次从输入的n个整数中读入一个数。如果容器中已有的数字少于k个,则直接把这次读入的整数放入容器之中;如果容器中已有k个数字了,也就是容器已满,此时我们不能再插入新的数字而只能替换已有的数字。我们找出这已有的k个数中最大值,然和拿这次待插入的整数和这个最大值进行比较。如果待插入的值比当前已有的最大值小,则用这个数替换替换当前已有的最大值;如果带插入的值比当前已有的最大值还要大,那么这个数不可能是最小的k个整数之一,因为我们容器内已经有k个数字比它小了,于是我们可以抛弃这个整数。
因此当容器满了之后,我们要做三件事情:一是在k个整数中找到最大数,二是有可能在这个容器中删除最大数,三是可能要插入一个新的数字,并保证k个整数依然是排序的。如果我们用一个二叉树来实现这个数据容器,那么我们能在O(logk)时间内实现这三步操作。因此对于n个输入数字而言,总的时间效率就是O(nlogk)。
我们可以选择用不同的二叉树来实现这个数据容器。由于我们每次都需要找到k个整数中的最大数字,我们很容易想到用最大堆。在最大堆中,根结点的值总是大于它的子树中任意结点的值。于是我们每次可以在O(1)得到已有的k个数字中的最大值,但需要O(logk)时间完成删除以及插入操作。下面我们用multiset来存储钱k个最小的数字。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
#include <fstream>
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using namespace std;
void findTheKthValue(vector<long> &v, int k){
vector<long>::iterator it;
multiset<long, greater<long> > s;
multiset<long, greater<long> >::iterator sit;
s.clear();
for(it = v.begin(); it != v.end(); it++){
if(s.size() < k){
s.insert(*it);
}else{
sit = s.begin();
if(*sit > *it){
s.erase(sit);
s.insert(*it);
}
}
}
multiset<long, greater<long> >::reverse_iterator cit;
int tempSize = s.size();
int tempflags = 0;
for(cit = s.rbegin(); cit != s.rend(); cit++){
printf("%d", *cit);
if(tempflags < tempSize - 1){
printf(" ");
}
tempflags++;
}
cout << endl;
}
int main(){
int n, k;
vector<long>v;
int i;
long temp;
//ifstream cin("test.txt");
while(cin >> n >> k){
if(n >= k){
v.clear();
for(i = 0; i < n; i++){
scanf("%ld", &temp);
v.push_back(temp);
}
findTheKthValue(v, k);
}
}
return 0;
}
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本文链接: 【寻找n个整数中前最小的k个元素】(https://www.iteblog.com/archives/458.html)







