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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:10:02.285000             🧑  作者: Mango

打印最接近数组中第 K 个最小元素的 X 个数组元素

在处理数组时,有时需要找到第 k 个最小元素。这种情况下,我们可以使用排序算法将数组排序后进行查找。然而,在某些情况下,我们需要不必对整个数组进行排序即可找到目标元素。

下面是一种可行的方法:使用快速选择算法来寻找第 k 个最小元素,然后在找出该元素后,再使用双指针技术寻找与其最接近的 X 个元素。

快速选择算法

快速选择算法是一个经典的算法,用于寻找未排序数组中的第 k 个最小元素。它在平均情况下的时间复杂度为 O(n),并且具有原址性。这意味着它可以在不需要复制整个数组的情况下对其进行处理。

下面是使用快速选择算法找到第 k 个最小元素的示例代码:

def quick_select(nums, left, right, k):
    if left == right:
        return nums[left]
    
    pivot_index = partition(nums, left, right)
    
    if k == pivot_index:
        return nums[k]
    elif k < pivot_index:
        return quick_select(nums, left, pivot_index - 1, k)
    else:
        return quick_select(nums, pivot_index + 1, right, k)
        
def partition(nums, left, right):
    pivot_index = left
    pivot_value = nums[pivot_index]
    
    while left <= right:
        while left <= right and nums[left] <= pivot_value:
            left += 1
        while left <= right and nums[right] >= pivot_value:
            right -= 1
            
        if left > right:
            break
        
        nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]
    
    nums[right], nums[pivot_index] = nums[pivot_index], nums[right]
    
    return right
寻找最接近的 X 个元素

在找到第 k 个最小元素后,我们可以使用双指针技术来从两端逐步扩展,找到与其最接近的 X 个元素。具体来说,我们可以使用一个从第 k 个最小元素开始的指针和一个从其前面一个元素开始的指针。每次比较两个指针指向的元素和目标元素之间的差距,然后将距离更小的元素加入结果列表中。

下面是寻找最接近的 X 个元素的示例代码:

def find_closest_elements(nums, k, x):
    result = []
    
    left = right = k - 1
    while len(result) < k:
        if left < 0:
            result.append(nums[right])
            right += 1
        elif right >= len(nums):
            result.insert(0, nums[left])
            left -= 1
        elif abs(nums[left] - x) <= abs(nums[right] - x):
            result.insert(0, nums[left])
            left -= 1
        else:
            result.append(nums[right])
            right += 1
            
    return result
总结

综上所述,我们可以使用快速选择算法来找到第 k 个最小元素,并使用双指针技术找到与其最接近的 X 个元素。这种方法具有 O(n) 的时间复杂度,并且可以不必对整个数组进行排序。