剑指 Offer 40. 最小的k个数

题目描述

输入整数数组 arr，找出其中最小的 k个数。例如，输入4、5、1、6、2、7、3、8这8个数字，则最小的4个数字是1、2、3、4。

示例 1：

输入：arr = [3,2,1], k = 2
输出：[1,2] 或者 [2,1]

示例 2：

输入：arr = [0,1,2,1], k = 1
输出：[0]

限制：

0 <= k <= arr.length <= 10000
0 <= arr[i] <= 10000

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/zui-xiao-de-kge-shu-lcof

算法步骤

1. 采用快排的思路，选取 arr的最后一位为主元pivot，将数组分割成为小于pivot和大于pivot两部分，并将pivot放到其对应下标，记录pivot的下标index；
2. 若index == k，则直接返回arr的前\(k\)位。
3. 若index > k，则对前半部分的数组进行划分，否则对后半部分数组进行划分，直至index == k。

代码实现

class Solution {
private:
    int partition(vector<int>& arr, int left, int right) {
        int pivot = arr[right];
        int i = left;
        for(int j = left; j < right; j++) {
            if(arr[j] < pivot) {
                swap(arr[i++], arr[j]);
            }
        }
        swap(arr[i], arr[right]);
        return i;
    }
public:
    vector<int> getLeastNumbers(vector<int>& arr, int k) {
        if(k == arr.size())
            return arr;
        int left = 0;
        int right = arr.size() - 1;
        int order_index = partition(arr, left, right);
        while(order_index != k) {
            if(order_index < k)
                left = order_index + 1;
            else
                right = order_index - 1;
            order_index = partition(arr, left, right);
        }
        vector<int> result;
        for(int i = 0; i < order_index; i++)
            result.push_back(arr[i]);
        return result;
    }
};