剑指 Offer 40. 最小的k个数（简单）

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题目描述：

输入整数数组 arr ，找出其中最小的 k 个数。例如，输入4、5、1、6、2、7、3、8这8个数字，则最小的4个数字是1、2、3、4。

示例 1：

输入：arr = [3,2,1], k = 2
输出：[1,2] 或者 [2,1]

示例 2：

输入：arr = [0,1,2,1], k = 1
输出：[0]

限制：

0 <= k <= arr.length <= 10000
0 <= arr[i] <= 10000

思路：

1. 库函数 sort + slice

2. 堆 C++可以直接用priority_queue优先队列，遍历数组，用优先队列维护最小的k个值，一旦当前遍历到的数小于大顶堆堆顶的数，就将堆顶的数弹出让当前的数入队，最后返回该优先队列中的数

3. 快速排序 每排一次都会将数组分为两组排序，设分割点的值为x，那么左边那组数都比x小，右边的都比x大，于是，当x===k-1时，直接返回数组前k个数（由题可知，返回的数组可以无序，只要保证是前k小的数就行）；当x<k-1，则只须排右边那组；当x>k-1，只须排左边那组

代码：

1. 库函数 sort + slice

/*JavaScript*/
/**
 * @param {number[]} arr
 * @param {number} k
 * @return {number[]}
 */
var getLeastNumbers = function(arr, k) {
    arr.sort((a, b) => a - b)
    return arr.slice(0, k)
};

2. 堆（优先队列）

/*C++*/
class Solution {
public:
    vector<int> getLeastNumbers(vector<int>& arr, int k) {
        vector<int> res;
        priority_queue<int> q;

        if(!k) return res;
        for(int i = 0; i < k; i++) {
            q.push(arr[i]);
        }
        for(int i = k; i < arr.size(); i++) {
            if(arr[i] < q.top()) {
                q.pop();
                q.push(arr[i]);
            }
        }
        while(q.size()) {
            res.push_back(q.top());
            q.pop();
        }
        return res;
    }
};

3. 快排

这里将第一个数作为基准点会好分析一些，最后跳出循环时一定是i===j，而以其他数作为基准点的话我往往很难确定到底是i还是j是分割点，分治就是这点令人头疼，不知道分到最后是个什么情况，说到底还是对这个不熟

/*JavaScript*/
/**
 * @param {number[]} arr
 * @param {number} k
 * @return {number[]}
 */
var quickSort = function(arr, left, right) {
    let i = left, j = right, v = arr[left]
    while(i < j) {
        while(i < j && arr[j] >= v) j--
        arr[i] = arr[j]
        while(i < j && arr[i] <= v) i++
        arr[j] = arr[i]
    }
    arr[i] = v
    return i
}

var partition = function(arr, left, right, k) {
    const x = quickSort(arr, left, right, k)
    if(x === k) return arr.slice(0, k)
    return x < k ? partition(arr, x + 1, right, k) : partition(arr, left, x - 1, k)
}

var getLeastNumbers = function(arr, k) {
    return partition(arr, 0, arr.length - 1, k)
};