获取双精度数组的最大 k 个元素

Question

我面临的问题是这个：

我有一个doubles 数组，我想从中保留顶部k 更大的值。

1. 我见过一些涉及Arrays.sort 的实现。例如在 this example 中存在相关问题，建议使用这种方法。
2. 因为我只对第一个k 元素感兴趣，所以我还尝试了MinMaxPriorityQueue。我创建了一个MinMaxPriorityQueue 和一个maximumSize：

当然还有自动装箱。

Builder<Comparable> builder = MinMaxPriorityQueue.maximumSize(maximumSize);
MinMaxPriorityQueue<Double> top2 = builder.create();

问题是顺序是升序的，它与我想要的相反。所以我不能这样用。

为了说明问题的真实参数，我的数组大约是 50 元素长，我对最上面的 k = 5 元素感兴趣。

那么有没有办法使用第二种方法绕过这个问题？即使我真的不需要对所有元素进行排序，我是否应该保留第一个？你知道速度性能是否有任何显着差异（我将不得不在很多情况下使用它，所以这就是需要速度的地方）？我可以使用其他解决方案吗？

至于性能，我知道理论上我可以自己检查它，但我有点没时间了，如果有人有任何解决方案，我很高兴听到它（或无论如何阅读它）。

Answer 1

如果您只有 50 个元素，如我的评论中所述，只需对其进行排序并取最后一个 k 元素。它只有 2 行：

public static double[] largests(double[] arr, int k) {
    Arrays.sort(arr);
    return Arrays.copyOfRange(arr, arr.length - k, arr.length);
}

这会修改（排序）原始数组。如果你希望你的原始数组不被修改，你只需要 +1 行：

public static double[] largests2(double[] arr, int k) {
    arr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
    Arrays.sort(arr);
    return Arrays.copyOfRange(arr, arr.length - k, arr.length);
}

Answer 2

您可以在排序数组上使用System.arraycopy：

double[] getMaxElements(double[] input, int k) {
    double[] temp = Arrays.copyOf(input, input.length);
    Arrays.sort(temp); // Sort a copy to keep input as it is since Arrays.sort works in-place.
    return Arrays.copyOfRange(temp, temp.length - k, temp.length); // Fetch largest elements
}

对于 50 个元素，对数组进行排序比使用泛型和可比较对象要快得多。
我会写一个额外的“快速”算法......

double[] getMaxElements2(double[] input, int k) {
    double[] res = new double[k];
    for (int i = 0; i < k; i++) res[i] = Double.NEGATIVE_INFINITY; // Make them as small as possible.
    for (int j = 0; j < input.length; j++) // Look at every element
        if (res[0] < input[j]) { // Keep the current element
            res[0] = input[j];
            Arrays.sort(res); // Keep the lowest kept element at res[0]
        }
    return res;
}

这是O(N*k*log(k))，而第一个是O(N*log(N))。