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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:39:41.767000             🧑  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

在计算机科学中,我们经常需要从一个数组中找到最小的几个元素。有时候我们不需要找到前K个元素,而是需要找到第K个最小的元素,并且打印接近该元素的X个元素。

以下是一种实现该功能的算法:

def find_kth_smallest(arr, k, x):
    """
    :param arr: 输入的整数数组
    :param k: 需要找到的第K个最小值
    :param x: 需要返回的接近元素的个数
    :return: 返回K和X个最接近Kth最小值的元素
    """
    n = len(arr)
    heap = []
    for i in range(n):
        # 将数值推送到堆中,直到它的大小为K
        if i < k:
            heapq.heappush(heap, -arr[i])
            continue
        # 使用堆来维护前K大的元素
        if -arr[i] > heap[0]:
            heapq.heappop(heap)
            heapq.heappush(heap, -arr[i])
    # 此时堆中剩下的元素就是前K大的元素
    kth_small = -heap[0]
    # 找到前K大元素中最接近Kth最小值的X个元素
    res = []
    for i in range(n):
        if arr[i] >= kth_small - x and arr[i] <= kth_small + x:
            res.append(arr[i])
    return kth_small, res
算法解释

该算法利用了堆来维护前K小的元素。对于数组中的每个元素,如果堆的大小小于K,则将该元素推送到堆中。否则,如果该元素比堆中最小的元素还要小,则弹出堆中最小的元素,并将该元素推入堆中。经过这个过程,堆中剩下的元素就是前K大的元素。

一旦我们找到了第K个最小的元素,我们需要找到前K大的元素中最接近Kth最小值的X个元素。我们可以遍历整个数组,找到满足下面条件的所有元素:

arr[i] >= kth_small - x and arr[i] <= kth_small + x

其中,kth_small是第K个最小的元素的值,x是我们需要返回的与该元素最接近的元素的个数。保存满足条件的元素并返回即可。

总结

该算法利用堆来找到第K个最小的元素,并根据该元素找到前K大的元素中接近该元素的X个元素。该算法的时间复杂度为O(NlogK),其中N是数组的大小。