LintCode Kth Largest Element

原题链接在这里：http://www.lintcode.com/en/problem/kth-largest-element/#

在LeetCode上也有一道，采用了标准的quickSelect 方法，另外写了一篇帖子，代码更加模块化。

采用的quickSelect方法，取出pivot, 比pivot 小的都放在左边，比pivot大的都放在右边，若是pivot左边包括pivot的个数恰巧等于k, 就返回pivot.

若是大于k, 就在左边递归寻找第k小的数，若是大于k，就在右边递归寻找 第 (k-left)小的数。

题目中说要找第k 大的数，其实就是找 numbers.size()-k+1小的数。

pivot取的是最后一个数，跳出loop时l所在位置一定比pivot大，需要换回来，调换l和end上的数。

为了保证跳出loop时l上的数比pivot大，中间的 while 循环条件是 numbers.get(l) < pivot 就移动l，另一个while loop 条件却是 number.get(r) >= pivot 移动r, 这是为了防止陷入infinite loop.

AC Java:

class Solution {
    //param k : description of k
    //param numbers : array of numbers
    //return: description of return
    public int kthLargestElement(int k, ArrayList<Integer> numbers) {
        return findK(numbers.size()-k,numbers,0,numbers.size()-1);
    }
    private int findK(int k, ArrayList<Integer> numbers, int start, int end){
        if(start >= end){
            return numbers.get(start);
        }
        int m = partition(numbers, start, end);
        if(m == k){
            return numbers.get(m);
        }else if(m < k){
            return findK(k, numbers, m+1, end);
        }else{
            return findK(k, numbers, start, m-1);
        }
    }
    
    private int partition(ArrayList<Integer> numbers, int start, int end){
        int pivot = numbers.get(start);
        int m = start;
        int n = start + 1;
        while(n<=end){
            if(numbers.get(n) < pivot){
                swap(numbers, ++m, n);
            }
            n++;
        }
        swap(numbers, start, m);
        return m;
    }
    
    private void swap(ArrayList<Integer> numbers, int l, int r){
        int temp = numbers.get(l);
        numbers.set(l,numbers.get(r));
        numbers.set(r,temp);
    }
};

另外一种写法：

class Solution {
    //param k : description of k
    //param numbers : array of numbers
    //return: description of return
    public int kthLargestElement(int k, ArrayList<Integer> numbers) {
        if(numbers == null || numbers.size() == 0 || k<1){
            return 0;
        }
        return getKth(numbers.size()-k+1, numbers, 0, numbers.size()-1);
    }
    
    private int getKth(int k, ArrayList<Integer> numbers, int start, int end){
        int pivot = numbers.get(end);
        int l = start;
        int r = end;
        while(true){
            while(numbers.get(l) < pivot && l<r){
                l++;
            }
            while(numbers.get(r) >= pivot && r>l){
                r--;
            }
            if(l == r){
                break;
            }
            swap(numbers, l, r);
        }
        //l element is larger than pivot, swap it with pivot
        swap(numbers, l, end); 
        if(k == l+1){
            return numbers.get(l);
        }else if(k < l+1){
            return getKth(k, numbers, start, l-1);
        }else{
            return getKth(k, numbers, l+1, end);
        }
    }
    
    private void swap(ArrayList<Integer> numbers, int l, int r){
        int temp = numbers.get(l);
        numbers.set(l,numbers.get(r));
        numbers.set(r,temp);
    }
};