Java：使用2个数组查找数组的第K大元素

Question

这里是关于算法/解决方案的描述：

• 输入：一个整数数组和一个数组索引
• 输出：数组的第 K 个最大元素
• 将前 K 个元素读入辅助数组（迄今为止发现的最大 K 个）
• 对 K 元素数组进行排序

• 然后：

   for each remaining element {
      if (if it is smaller than the smallest element of the aux. array) {
          throw it away
      } else { 
          remove the current smallest element of the auxiliary array
          place the element into the correct position in the auxiliary array
      }
   }
  
   then return the smallest (the Kth) element of the auxiliary array
  

我想出了以下解决方案：

public int findElement() throws IndexingError {
    int[] bigArray = getArray();
    int k = getIndex();
    if (k <= 0 || k > bigArray.length) {
        throw new IndexingError();
    }

    int[] smallArray = Arrays.copyOfRange(bigArray,0,k-1);
    Arrays.sort(smallArray);


    for (int i = k; i < bigArray.length; i++) {
        for (int ii = 1; ii < smallArray.length; ii++) {
            smallArray[ii-1] = smallArray[ii];
            if (bigArray[i] > smallArray[ii]) {
                smallArray[ii] = bigArray[i];
                System.out.println(smallArray[ii] + " " + smallArray[ii-1] + " " + bigArray[i]);
                break;

            }
        }

    }

    return smallArray[0];
}

例如：

代码应返回值：8，基于以下信息：

array = [2, 3, 8, 7, 1, 6, 5, 9, 4, 0]
k = 2

运行上面的代码每次都会产生不同的输出，如果你运行足够多次你会得到正确的答案？

有人可以识别/修复我的代码中的缺陷吗？

Answer 1

您需要解决以下问题：

1. 在Arrays.copyOfRange(array, from, to) 方法中，to 索引是独占的。因此，您需要像 Arrays.copyOfRange(bigArray,0,k) 这样将第一个 k 元素复制到辅助数组。
2. 循环遍历主数组中剩余的数组元素并更新辅助数组的逻辑是错误的。

例如，设辅助数组为：[4, 6]，下一个主数组元素为2。根据您的逻辑，辅助数组将更新为[6, 6]，因为您首先将索引1 处的元素复制到辅助数组中的索引0，然后检查新元素（来自主数组）是否大于辅助数组中索引1 处的元素。在这种情况下，新元素更小，所以只发生了复制，我们得到了损坏的辅助数组。

您只需要做的是，对于主数组中的每个新元素，检查它是否大于辅助数组中的第一个元素。如果是，那么这个新元素应该是辅助数组的一部分，并且应该放置在适当的位置。您可以使用冒泡排序技术找到合适的位置。

public int findElement() throws IndexingError {
    int[] bigArray = getArray();
    int k = getIndex();
    if (k <= 0 || k > bigArray.length) {
        throw new IndexingError();
    }

    int[] smallArray = Arrays.copyOfRange(bigArray,0,k);
    Arrays.sort(smallArray);


    for (int i = k; i < bigArray.length; i++) {
        if(bigArray[i] > smallArray[0]) {
            smallArray[0] = bigArray[i];
            int j = 0;
            while((j < k-1) && (smallArray[j] > smallArray[j+1])) {
                swap(smallArray[j], smallArray[j+1]);
                j++;
            }
        }

    }

    return smallArray[0];
}