LeetCode算法題-Kth Largest Element in a Stream（Java實現）

這是悅樂書的第296次更新，第315篇原創

01 看題和準備

今天介紹的是LeetCode算法題中Easy級別的第164題（順位題號是703）。設計一個類來查找流中第k個最大元素。請注意，它是排序順序中的第k個最大元素，而不是第k個不同元素。KthLargest類有一個構造方法，此構造方法有一個整數k和一個整數數組nums兩個參數，它包含來自流的初始元素。對於方法KthLargest.add的每次調用，返回表示流中第k個最大元素的元素。例如：

int k = 3;

int [] arr = [4,5,8,2];

KthLargest kthLargest = new KthLargest（3，arr）;

kthLargest.add（3）; //返回4

kthLargest.add（5）; //返回5

kthLargest.add（10）; //返回5

kthLargest.add（9）; //返回8

kthLargest.add（4）; //返回8

注意：nums的長度大於等於0。

本次解題使用的開發工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，環境是win7 64位系統，使用Java語言編寫和測試。

02 第一種解法

直接解法。使用數組，在add方法裏，首先將原數組擴容，將新的元素添加進數組中去，再對數組排序，然後取出倒數第k個元素。期間，藉助工具類Arrays來實現數組擴容和排序。

class KthLargest {
    int k;
    int[] nums;
    public KthLargest(int k, int[] nums) {
        this.k = k;
        this.nums = nums;
    }

    public int add(int val) {
        int[] temp = Arrays.copyOf(nums, nums.length+1);
        temp[temp.length-1] = val;
        Arrays.sort(temp);
        nums = temp;
        return temp[nums.length-k];
    }
}

/**
 * Your KthLargest object will be instantiated and called as such:
 * KthLargest obj = new KthLargest(k, nums);
 * int param_1 = obj.add(val);
 */

03 第二種解法

使用優先隊列。優先隊列自帶排序算法，在初始化時如果不指定排序方式，則默認以自然方式排序，優先隊列的頭就會是以自然排序爲基礎的最小元素。因此，我們可以在初始化優先隊列時，就指定其大小爲k，然後找出最大的前k個元素存入優先隊列，每次調用add方法時，就比較傳參val和隊列頭的大小，如果val比隊列頭大，就移除原隊列頭，將val作爲新的隊列頭。

class KthLargest {
    int k;
    PriorityQueue<Integer> q;
    public KthLargest(int k, int[] nums) {
        this.k = k;
        q = new PriorityQueue<Integer>(k);
        for (int n : nums) {
            add(n);
        }
    }

    public int add(int val) {
        if (q.size() < k) {
            q.offer(val);
        } else if (q.peek() < val) {
            q.poll();
            q.offer(val);
        }
        return q.peek();
    }
}

/**
 * Your KthLargest object will be instantiated and called as such:
 * KthLargest obj = new KthLargest(k, nums);
 * int param_1 = obj.add(val);
 */

04 小結

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