一、算法描述

在我们求一组元素的第\(K\)大值或者前\(K\)大值时,可能最先想到的是对元素进行排序,然后选择第\(K\)大的或者前\(K\)大的值。

不过我们只是想取第\(K\)大的数,有必要将整组元素进行排序吗?当然不必,这就是我们将要介绍的快速选择算法,其时间复杂度可以达到O(n)

思路如下:

  1. 选择分界点,int x = q[l], q[r], q[(l + r) >> 1]
  2. 调整区间,使得左区间所有的数都≤x,使得右区间所有的数都≥x
  3. 判断第k个数在左区间还是右区间,然后递归排序一个区间即可
  • 显然快速选择算法是基于快排的。
  • 最后一步只需要选择一个区间,也就是为什么时间复杂度是O(n)的原因。

二、题目描述

给定一个长度为 \(n\) 的整数数列,以及一个整数 \(k\),请用快速选择算法求出数列从小到大排序后的第 \(k\) 个数。

输入格式

第一行包含两个整数 \(n\)\(k\)

第二行包含 \(n\) 个整数(所有整数均在 \(1\)~\(10^9\) 范围内),表示整数数列。

输出格式

输出一个整数,表示数列的第 \(k\) 小数。

数据范围

\(1≤n≤100000\)

\(1≤k≤n\)

输入样例:

5 32 4 1 5 3 

输出样例:

3 

三、原题链接 AcWing786.第k个数四、源代码

#include using namespace std;const int N = 100010;int n, k;int a[N];int quick_sort(int a[], int l, int r, int k){    if (l >= r) return a[l];        int x = a[(l + r) >> 1], i = l - 1, j = r + 1;    while (i < j)    {        do ++i; while (a[i]  x);                if (i  sl) return quick_sort(a, j + 1, r, k - sl);    else    return quick_sort(a, l, j, k);}int main(){    cin >> n >> k;        for (int i = 0; i > a[i];        cout << quick_sort(a, 0, n - 1, k) << endl;        return 0;}