leetcode215 Kth Largest Element in an Array

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Find the kth largest element in an unsorted array. Note that it is the kth largest element in the sorted order, not the kth distinct element.
Example 1:
Input: [3,2,1,5,6,4] and k = 2
Output: 5
Example 2:
Input: [3,2,3,1,2,4,5,5,6] and k = 4
Output: 4
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经典topK问题。好题
解法一：利用了快排思想。参考leetcode75解法二
解法二和三调用了python的heapq包。解法类似leetcode347解法二、三
后面可以尝试不调用包，自己写堆排序
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class Solution1:
    def findKthLargest(self, nums, k):
        return self._find(nums, k-1, 0, len(nums)-1) #注意这里是k-1,第k大的在数组里是k-1
    def _find(self, nums, k, l, r):
        pivot = l
        gt = l
        i = l+1
        lt = r+1
        while i < lt:  #三路排序(由大到小)
            if nums[i] > nums[pivot]:
                gt += 1
                nums[i], nums[gt] = nums[gt], nums[i]
                i += 1
            elif nums[i] < nums[pivot]:
                lt -= 1
                nums[i], nums[lt] = nums[lt], nums[i]
            else:
                i += 1
        nums[pivot], nums[gt] = nums[gt], nums[pivot]
        if gt >= k and gt > l:  #如果大于等于k,在左边[l, gt]
            self._find(nums, k, l, gt)
        if gt < k and gt+1 < r: #如果小于k,在右边[gt+1, r]
            self._find(nums, k, gt+1, r)
        return nums[k]

"""
解法二：将nums 中的每个-num存成堆结构
循环k，找到第k小的-num。即为第k大的num
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class Solution2:
    def findKthLargest(self, nums: List[int], k: int) -> int:
        import heapq
        heap = []
        for num in nums:
            heapq.heappush(heap, -num)
        while k:
            res = heapq.heappop(heap)
            k -= 1
        return -res
"""
解法三：维护一个n-k的堆(有局限性,最大的值最后入堆,会出问题)
"""
class Solution3:
    def findKthLargest(self, nums, k):
        import heapq
        heap = []
        res = []
        for num in nums:
            heapq.heappush(heap, -num)
            if len(heap) > len(nums) - k:
                temp = heapq.heappop(heap)
                res.append(temp) #bug最开始没有这一行 Wrong answer
              #Input
              #[3,2,3,1,2,4,5,5,6]
              #4
              #Output
              #6
              #Expected
              #4
              #原因是最后进入堆中的num是最大的
        return -max(res)
"""
解法四：sorted函数，纯属娱乐
"""
class Solution4:
    def findKthLargest(self, nums: List[int], k: int) -> int:
        return sorted(nums)[-k]
"""
sorted函数说明:https://www.runoob.com/python/python-func-sorted.html

sort 与 sorted 区别：
sort 是应用在 list 上的方法，sorted 可以对所有可迭代的对象进行排序操作。
list 的 sort 方法返回的是对已经存在的列表进行操作，无返回值，
而内建函数 sorted 方法返回的是一个新的 list，而不是在原来的基础上进行的操作。
sorted(iterable, cmp=None, key=None, reverse=False)
iterable -- 可迭代对象。
cmp -- 比较的函数，这个具有两个参数，参数的值都是从可迭代对象中取出，此函数必须遵守的规则为，大于则返回1，小于则返回-1，等于则返回0。
key -- 主要是用来进行比较的元素，只有一个参数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序。
reverse -- 排序规则，reverse = True 降序 ， reverse = False 升序（默认）。
"""