剑指offer 面试题30 最小的 k 个数

剑指offer 面试题30 最小的 k 个数

package algorithm.foroffer.top30;

import java.util.*;

/**
* Created by liyazhou on 2017/5/29.
* 面试题30：最小的 k 个数
*
* 题目：
*      输入 n 个整数，找出其中最小的 k 个数。
*      例如输入 4、5、1、6、2、7、3、8 这 8 个数字，则最小的 4 个数是 1、2、3、4。
*
* 问题：
*      1. 最大堆
*
* 思路：
*      1. 使用最大堆，优先队列 PriorityQueue 和比较器 Comparator
*      2. 将数组的中前 k 个数字存储到 最大堆中
*      3. 遍历在数组区间[k,n)的元素，
*             如果该元素小于最大堆中的第一个元素，则最大堆中的第一个元素出队，将该元素加入最大堆中
*/
public class Test30 {

/**
* AC
* 2017-8-14 10:55:53
*/
public ArrayList<Integer> GetLeastNumbers_Solution(int [] input, int k) {
if (k <= 0 || k > input.length) return new ArrayList<Integer>();

PriorityQueue<Integer> maxHeap = new PriorityQueue<Integer>(k, Collections.reverseOrder());
// PriorityQueue<Integer> minHeap = new PriorityQueue<Integer>(k);
for (int i = 0; i < k; i ++) maxHeap.offer(input[i]);

for (int j = k; j < input.length; j ++){
if (input[j] < maxHeap.peek()){
maxHeap.poll();
maxHeap.offer(input[j]);
}
}

// ArrayList<Integer> result = new ArrayList<>(k);
// for (int i = 0; i < k; i ++){
//    int idx = k - i - 1;  // 逆序保存
//    result.add(idx, maxHeap.poll());
// }

Integer[] result = new Integer[k];
for (int i = 0; i < k; i ++){
int idx = k - i - 1;
result[idx] = maxHeap.poll();
}
return new ArrayList<>(Arrays.asList(result));
}

//---------------------------------------------------------------

public Integer[] minNums(int[] array, int k){
Queue<Integer> maxHeap = getMaxHeap(k);

for (int i = 0; i < k; i++) maxHeap.offer(array[i]);

for (int i = k; i < array.length; i++)
if (array[i] < maxHeap.peek()){
maxHeap.poll();
maxHeap.offer(array[i]);
}

return maxHeap.toArray(new Integer[0]);
}

private Queue<Integer> getMaxHeap(int k){
Comparator<Integer> revCmp = new Comparator<Integer>(){
@Override
public int compare(Integer first, Integer second){
return second - first;
}
};
// Comparator<Integer> revCmp = Collections.reverseOrder();
return new PriorityQueue<>(k, revCmp);
}

public static void main(String[] args){
int[][] arrays = {
{4, 5, 1, 6, 2, 7, 3, 8},
{4, 5, 1, 6, 2, 7, 3, 8, -1, 10, -2},
};

for (int i = 0; i < arrays.length; i++){
Integer[] minNums = new Test30().minNums(arrays[i], 5);
System.out.println(Arrays.toString(minNums));
}
}
}