[動畫leetcode高頻面試之數組系列之棧隊列]2 數據流中的第K大元素

這是我的面試經歷以及整理的相關面試高頻題目，希望對大家有幫助。面試集錦

老規矩，不白嫖，點贊再看！

思考？

1 什麼是優先隊列？
2 什麼是最小堆或最大堆？

在此大家可以先思考1分鐘
順便複習下
隊列
再看題解效果會更好哈

• 優先級隊列

在之前的學習中，我們知道隊列有着先進先出的特點。那麼優先級隊列是什麼呢？主要體現在修飾詞"優先級"三字上面。比如在一組數中，我們規定最大值先出或者最小值先出，並按照這個約束依次出隊。那麼從生活中例子來看，比如火車站窗口通常都有軍人優先的類似字樣，因爲這些特性讓其有了特殊權利，他們就可以先買票。

• 小頂堆及基本實現機制

小頂堆是如下圖樹的形式(樹和圖等後續再詳細介紹)。節點值越小的越在前面，自然堆頂(10)就是最小的元素。其實現機制主要採用二叉堆，二叉搜索樹，斐波那契堆等。

一 題目

設計一個找到數據流中第K大元素的類（class）。注意是排序後的第K大元素，不是第K個不同的元素。

你的 KthLargest 類需要一個同時接收整數 k 和整數數組nums 的構造器，它包含數據流中的初始元素。每次調用 KthLargest.add，返回當前數據流中第K大的元素。

示例

示例：
int k = 3;
int[] arr = [4,5,8,2];
KthLargest kthLargest = new KthLargest(3, arr);
kthLargest.add(3); // returns 4
kthLargest.add(5); // returns 5
kthLargest.add(10); // returns 5
kthLargest.add(9); // returns 8
kthLargest.add(4); // returns 8
說明:
你可以假設 nums 的長度≥ k-1 且k ≥ 1。

1 leetcode連接

原題連接

2 題目解析

• 保存前k個最大的值，每次進來一個元素A，如果元素A比這k個元素中的最小值還要小就踢出去。那麼我們如何保存這k個數呢？
  每進來一個數，和其中k個數進行排序，假設使用快速排序，其整體的時間複雜度爲O(nklogk).

採用優先級隊列。維護一個k個元素的小頂堆，優先級從小到大排列，最上面爲最小的元素，每次元素過來，就有兩種情況。第一種情況小於堆頂，那麼就直接淘汰。第二種情況，比堆頂元素大，那麼淘汰堆頂，更新堆結構，因爲每次從堆中取出元素，爲O(1),每調整一次堆爲O(log2k)。所以整體複雜度爲O(n*log2k)。咱們動畫理解下這個過程。

3 動畫演示

調整小頂堆

4 代碼實現

• c++版本
  
• python版本
  
• java版本
  

5 收尾

系列算法題均採用三種不同的語言實現，滿足不同小夥伴的需求。如有不對的地方希望小夥伴指出，感謝！

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