寻找数组中第k个最小值,使用快速排序

快速排序的一个特点是:每一次分区(partition)操作之后,就有一个元素被放在了数组的最终位置,在以后的排序过程中该元素位置不会变动;

利用这个特点我们可以将快速排序稍加改造来寻找第k个最小值,假设在一次分区操作之后中枢(pivot)的位置在k之前,那么我们下次只需要在中枢的后面进行查找;如果中枢的位置在k之后,那么我们下次只需要在中枢之前进行查找,直到中枢等于k为止。

我们知道快速排序的时间复杂度为O(nlgn),因为在寻找第k个最小的值时,我们只需要在中枢的一侧进行查找,所以通常来说这个算法的时间复杂度小于O(nlgn),但是,在最坏情况下这个算法的时间复杂度仍为O(n^2),比如在原数组有序时如{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10…n},我们在查找第k个最小值的时候,每次中枢的位置都在第一个,而中枢最小,,每次只排除一个元素,假设我们要查找第n/2个最小元素,总的比较次数为:(n-1)+(n-2)+…+(n/2-1),所以复杂度仍为O(n^2)。

代码实现如下,只需要在原快速排序上做少量改动,想了解快速排序可以看连接快速排序整理分析。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int partition(int *a,int left,int right){int i = left,j=right;int pivot = a[left];while(i<j){for(;i<j && a[j]>=pivot;j–);a[i] = a[j];for(;i<j && a[i]<=pivot;i++);a[j] = a[i];}a[i] = pivot;return i;}//寻找第k个最小值,k=1,2,…,nint quick_sort(int *a,int left,int right,int k){int split_point;int value;if(left==right){//当left==right时,返回a[left],这个原快速排序不需要return a[left];}if(left<right){split_point = partition(a,left,right);if(split_point==k-1){ //找到了,返回值return a[split_point];}if(split_point>k-1){//在左侧查找value = quick_sort(a,left,split_point-1,k);}else{<span style="white-space:pre"></span>//在右侧查找value = quick_sort(a,split_point+1,right,k);}}return value;}void main(){int a[] = {11,21,31,14,51,161,7,8,9,10};int value = quick_sort(a,0,9,5);printf("%d",value);printf("\n");}

走走停停,不要害怕错过什么,

寻找数组中第k个最小值,使用快速排序

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