最小的k個數
阿新 • • 發佈:2017-05-17
malloc 一次 ret -s ++ geo art partition free
- 題目描寫敘述:
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輸入n個整數。找出當中最小的K個數。比如輸入4,5,1,6,2,7,3,8這8個數字,則最小的4個數字是1,2,3,4,。
- 輸入:
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每一個測試案例包含2行:
第一行為2個整數n,k(1<=n。k<=200000)。表示數組的長度。
第二行包括n個整數。表示這n個數,數組中的數的範圍是[0,1000 000 000]。
- 輸出:
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相應每一個測試案例,輸出最小的k個數。並按從小到大順序打印。
- 例子輸入:
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8 44 5 1 6 2 7 3 8
- 例子輸出:
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1 2 3 4
思路1:使用高速排序(或者其它排序)對這n個數進行排序。取出前k個就可以(O(nlogn))。 思路2:我們能夠使用快排的partition操作來解決這個問題。假設基於數組的第k個數字進行調整。使得比第k個數字小的全部數字出如今其左邊。而比該數字大的出如今右邊,這樣,位於數組中左邊的k個數字即為所求。(O(n))
方案2代碼: -
/* 最小的k個數 by Rowandjj 2014/8/9 */ #include<stdio.h> #include<stdlib.h> int partition(int arr[],int low,int high) { int val = arr[low]; while(low < high) { while(low < high && arr[high] >= val) { high--; } arr[low] = arr[high]; while(low < high && arr[low] <= val) { low++; } arr[high] = arr[low]; } arr[low] = val; return low; } //獲取最小的k個數 void GetLeastNumbers(int input[],int n,int output[],int k) { if(input == NULL || output == NULL || n<=0 || k<=0 || k > n) { return; } int low = 0,high = n-1; int index = partition(input,low,high); while(index != k-1) { if(index > k-1) { high = index - 1; index = partition(input,low,high); }else { low = index+1; index = partition(input,low,high); } } for(int i = 0; i < k; i++) { output[i] = input[i]; } } //------------------------- //這題要求最小的k個數保持有序,故而使用快排對其進行排序 void QuickSort(int arr[],int low,int high) { if(arr == NULL || low >= high) { return; } int index = partition(arr,low,high); QuickSort(arr,low,index-1); QuickSort(arr,index+1,high); } int main() { int n,k; int output[200000]; while(scanf("%d %d",&n,&k) != EOF) { if(n <= 0 || k <= 0 || k > n) { continue; } int *arr = (int*)malloc(sizeof(int)*n); if(!arr) { exit(-1); } for(int i = 0; i < n; i++) { scanf("%d",arr+i); } GetLeastNumbers(arr,n,output,k); QuickSort(output,0,k-1); for(int j = 0; j < k; j++) { if(j == k-1) { printf("%d\n",output[j]); }else { printf("%d ",output[j]); } } free(arr); } return 0; }
[適合處理海量數據]思路3:能夠先創建一個大小為k的數據容器來存儲最小的k個數字,接下來我們每次從輸入的n個整數中讀入一個數,假設容器中已有的數字少於k個,則直接把這次讀入的整數放到容器中,假設容器中已有k個數字,此時我們不再插入新的數字。而僅僅能替換已有的數字。找出這已有的k個數中的最大值,然後拿這次待插入的整數和最大值進行比較,假設待插入的值比當前已有的最大值小,則用這個數替換當前已有的最大值,假設待插入的值比當前已有的最大值還要大,那麽拋棄這個數。
容器能夠使用大頂堆來實現。大頂堆的根始終最大。我們僅僅需將待插入的整數和堆頂進行比較就可以,假設發生替換,則僅僅需調整大頂堆堆頂元素(能夠使用堆排序中用到的那個HeapAdjust函數)。
代碼:/* 最小的k個數 by Rowandjj 2014/8/10 */ #include<stdio.h> #include<stdlib.h> void HeapAdjust(int arr[],int start,int end) { if(arr == NULL || start < 0 || end <= 0 || start >= end) { return; } int temp = arr[start]; int i = start*2+1; while(i <= end) { if(i+1<=end && arr[i+1]>arr[i]) { i++; } if(temp > arr[i]) { break; } arr[start] = arr[i]; start = i; i = i*2+1; } arr[start] = temp; } bool GetLeastNumbers(int input[],int n,int output[],int k) { if(input == NULL || output == NULL || n <= 0 || k <= 0 || k > n) { return false; } int count = 0; bool needBuildHeap = true; for(int i = 0; i < n; i++) { if(count < k) { output[count++] = input[i]; }else { //第一次須要總體建堆 if(needBuildHeap) { for(int j = k/2-1;j >= 0; j--)//建堆,從第一個非葉子結點開始 { HeapAdjust(output,j,k-1); } needBuildHeap = false; } //大頂堆建好之後,比較當前遍歷的整數與堆頂元素大小 if(input[i] >= output[0])//大於等於堆頂元素 { continue;//舍棄 } //假設比堆頂元素小,那麽須要交換 output[0] = input[i]; HeapAdjust(output,0,k-1);//又一次調整為大頂堆 } } return true; } //------------------------------------------ //由於要求從小到大排序,故而這裏來一個堆排序 void HeapSort(int arr[],int len) { if(arr == NULL || len <= 1) { return; } int i; for(i = len/2-1; i >= 0; i--) { HeapAdjust(arr,i,len-1); } for(i = len-1; i > 0; i--) { int temp = arr[0]; arr[0] = arr[i]; arr[i] = temp; HeapAdjust(arr,0,i-1); } } int main() { int n,k; while(scanf("%d %d",&n,&k) != EOF) { if(n <= 0 || k <= 0) { continue; } int output[200000]; int *arr = (int*)malloc(sizeof(int)*n); if(!arr) { exit(-1); } int i; for(i = 0; i < n; i++) { scanf("%d",arr+i); } GetLeastNumbers(arr,n,output,k); HeapSort(output,k); for(i = 0; i < k; i++) { if(i == k-1) { printf("%d\n",output[i]); }else { printf("%d ",output[i]); } } free(arr); } return 0; }
最小的k個數