技術標籤：leetcode

2021-02-11 Leetcode每日刷題

題目

Design a class to find the k^th largest element in a stream. Note that it is the k^th largest element in the sorted order, not the k^th distinct element.
Implement KthLargest class:

• KthLargest(int k, int[] nums) Initializes the object with the integer k and the stream of integers nums.
• int add(int val) Returns the element representing the k^th largest element in the stream.

Example 1:

Input
[“KthLargest”, “add”, “add”, “add”, “add”, “add”]
[[3, [4, 5, 8, 2]], [3], [5], [10], [9], [4]]
Output
[null, 4, 5, 5, 8, 8]

Explanation
KthLargest kthLargest = new KthLargest(3, [4, 5, 8, 2]);

kthLargest.add(3); // return 4
kthLargest.add(5); // return 5
kthLargest.add(10); // return 5
kthLargest.add(9); // return 8
kthLargest.add(4); // return 8

Constraints:
1 <= k <= 10⁴
0 <= nums.length <= 10⁴
-10⁴ <= nums[i] <= 10⁴
-10⁴ <= val <= 10⁴
At most 10⁴ calls will be made to add. It is guaranteed that there will be at least k elements in the array when you search for the k^th

element.

我的思路
沒有思路。每次insert之後排序並輸出第k個數字可以，但是會超時。不過可以手動排序，初始化後進行排序，接下來每次add使用insert排到合適的位置，但是還是太麻煩了。

參考思路
使用堆排序。之前並沒有學過堆排序。可以參考這位的部落格寫的很詳細。
https://www.cnblogs.com/wangchaowei/p/8288216.html
總之，使用heap每次插入一個元素需要從下到上從子節點到根節點排一遍序，每次刪除一個元素需要從上到下從根節點到子節點排一遍。如果max-heap（min-heap）的長度為k，那麼根節點就是heap中第k小（大）的數字。

那麼這道題就可以先把整個陣列變成小根堆，並保留前k個元素。每次add時進行heappush()和heappop()，兩個操作時間複雜度均為log(k)。

程式碼：

class KthLargest:

    def __init__(self, k: int, nums: List[int]):
        self.k = k
        self.nums = nums
        heapq.heapify(self.nums)
        while len(self.nums)>self.k:
            heapq.heappop(self.nums)

    def add(self, val: int) -> int:
        heapq.heappush(self.nums,val)
        while len(self.nums) > self.k:
            heapq.heappop(self.nums)
        return self.nums[0]



# Your KthLargest object will be instantiated and called as such:
# obj = KthLargest(k, nums)
# param_1 = obj.add(val)

提交結果

總結一下，堆的資料結構要好好學習，經常複習。前K個元素也在面試題中經常出現，需要再多找幾道題鞏固一下。對這道題本身來說，自己編寫幾種排序方法也是ok的，可以多寫幾遍當作複習不同的排序方法了。
最後祝所有人除夕快樂！！！我要去繼續寫作業了。