三种方法寻找数组前K个最大的数

package com.Test;import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;//给定一个长度为n的数组，寻找其中最大的k个数
public class FindKthElements {//算法一：排序，时间复杂度O(nlogn)，空间复杂度O(1)public ArrayList<Integer> findKthElements(int[] arr, int k) {ArrayList<Integer> res = new ArrayList<Integer>();if(arr.length <= 0 || arr == null || arr.length < k) {return res;}Arrays.sort(arr);for(int i = arr.length - 1;i > arr.length - 1 - k;i --) {res.add(arr[i]);}return res;}//算法二；前面k个数都比后面的数的最大值要大，则前面k个数就是最大的k个，时间复杂度O(k*(n-k))，空间复杂度O(1)public ArrayList<Integer> findKthElements2(int[] arr, int k) {ArrayList<Integer> res = new ArrayList<Integer>();if(arr.length <= 0 || arr == null || arr.length < k) {return res;}for(int i = 0;i < k;i ++) {int maxValueIndex = this.getMaxValueIndex(arr, k);if(arr[maxValueIndex] > arr[i]) {int temp = arr[maxValueIndex];arr[maxValueIndex] = arr[i];arr[i] = temp;}}for(int i = 0;i < k;i ++) {res.add(arr[i]);}return res;}//选择排序：选出最大值的下标public int getMaxValueIndex(int[] arr, int k) {int maxValueIndex = k;for(int i = k + 1;i < arr.length;i ++) {if(arr[i] > arr[maxValueIndex]) {maxValueIndex = i;}}return maxValueIndex;}//算法三：构建大顶堆，然后调整k次，得到最大的k个数。时间复杂度(k+1)O(nlogn)，空间复杂度O(1)public ArrayList<Integer> findKthElements3(int[] arr, int k) {ArrayList<Integer> res = new ArrayList<Integer>();if(arr.length <= 0 || arr == null || arr.length < k) {return res;}//构建大顶堆int len = arr.length;for(int i = len / 2;i < len;i ++) {heapSort(arr, i, len);}//调整k次大顶堆for(int i = arr.length - 1;i > arr.length - 1 - k;i --) {//交换最大的值到底部int temp = arr[i];arr[i] = arr[0];arr[0] = temp;res.add(arr[i]);heapSort(arr, 0, i);}return res;}public void heapSort(int[] arr, int start, int len) {int parent = start;int leftChild = parent * 2 + 1;int parentValue = arr[parent];while(leftChild < len) {int rightChild = leftChild + 1;if(rightChild < len && arr[leftChild] < arr[rightChild]) { //在左右孩子里选一个较大的出来leftChild = rightChild;}           if(parentValue > arr[leftChild]) {break;}arr[parent] = arr[leftChild];parent = leftChild;leftChild = parent * 2 + 1;}arr[parent] = parentValue;}public static void main(String[] args) {int[] arr = {9,4,5,8,2};FindKthElements fke = new FindKthElements();List<Integer> res = fke.findKthElements3(arr, 3);System.out.println(res);}
}

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