Question

按顺序查找数组中k个最大元素的最快方法是什么（即从最大元素到第k个最大元素）？

Answer 1

一个选项如下：

使用线性时间selection algorithm，如中位数或中位数，找到第k个最大元素并重新排列元素，使第k个元素前向的所有元素都大于第k个元素。
使用快速排序算法（如heapsort或quicksort）对第k个前进的所有元素进行排序。

步骤（1）花费时间O（n），步骤（2）花费时间O（k log k）。总的来说，算法在时间O（n + k log k）内运行，这非常非常快。

希望这有帮助！

Answer 2

C ++还提供了partial_sort算法，它解决了选择最小k个元素（已排序）的问题，时间复杂度为O（n log k）。没有提供用于选择最大k个元素的算法，因为这应该通过反转排序谓词来完成。

对于Perl，CPAN提供的模块Sort :: Key :: Top提供了一组函数，用于使用多个排序和自定义键提取过程从列表中选择前n个元素。此外，Statistics :: CaseResampling模块提供了使用quickselect计算分位数的功能。

Python的标准库（自2.4起）包括heapq.nsmallest（）和nlargest（），返回排序列表，前者在O（n + k log n）时间内，后者在O（n log k）时间内。 / p>

Answer 3

基数排序解决方案：

使用基数排序按降序对数组进行排序;
先打印K个元素。

时间复杂度：O（N * L），其中L =最大元素的长度，可以假设L = O（1）。使用的空间：O（N）用于基数排序。

然而，我认为基数排序具有高昂的开销，使其线性时间复杂度降低了吸引力。

Answer 4

1）在O（n）中构建一个最大堆树 2）使用Extract Max k次从最大堆O（klogn）获得k个最大元素

时间复杂度：O（n + klogn）

使用STL的C ++实现如下：

#include <iostream>
#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;

int main() {

  int arr[] = {4,3,7,12,23,1,8,5,9,2}; 

  //Lets extract 3 maximum elements
    int k = 3;  

    //First convert the array to a vector to use STL
    vector<int> vec;
    for(int i=0;i<10;i++){
        vec.push_back(arr[i]);
    }

  //Build heap in O(n)
  make_heap(vec.begin(), vec.end());

  //Extract max k times
  for(int i=0;i<k;i++){
      cout<<vec.front()<<" ";
      pop_heap(vec.begin(),vec.end());
      vec.pop_back();
  }
  return 0;
}

Answer 5

@ templatetypedef的解决方案可能是最快的解决方案，假设您可以修改或复制输入。

或者，您可以使用堆或BST（C ++中的set）在给定时刻存储k个最大元素，然后逐个读取数组元素。虽然这是O（n lg k），但它不会修改输入，只使用O（k）附加内存。它也适用于流（当你不知道从头开始的所有数据时）。

Answer 6

这是一个O(N + k lg k)复杂度的解决方案。

int[] kLargest_Dremio(int[] A, int k) {
  int[] result = new int[k];
  shouldGetIndex = true;
  int q = AreIndicesValid(0, A.Length - 1) ? RandomizedSelet(0, A.Length-1,
    A.Length-k+1) : -1;
  Array.Copy(A, q, result, 0, k);
  Array.Sort(result, (a, b) => { return a>b; });
  return result;
}

AreIndicesValid和RandomizedSelet在this github source file中定义。

Answer 7

有关性能和受限资源的问题。

为前3个值创建一个值类。使用这种累加器减少并行流。根据上下文（内存，电源）限制并行度。

class BronzeSilverGold {
    int[] values = new int[] {Integer.MIN_VALUE, Integer.MIN_VALUE, Integer.MIN_VALUE};

    // For reduction
    void add(int x) {
        ...
    }

     // For combining two results of two threads.
    void merge(BronzeSilverGold other) {
        ...
    }
}

必须在您的星座图中限制并行性，因此请在以下位置指定N_THREADS：

try {
    ForkJoinPool threadPool = new ForkJoinPool(N_THREADS);
    threadPool.submit(() -> {
        BronzeSilverGold result = IntStream.of(...).parallel().collect(
            BronzeSilverGold::new,
            (bsg, n) -> BronzeSilverGold::add,
            (bsg1, bsg2) -> bsg1.merge(bsg2));
        ...
    });
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
    prrtl();
}

按顺序查找k个最大元素

7 个答案: