数组快速选择找第 K 小值实战教程
2026-05-14 18:15:49
0浏览
收藏
想在无序数组中高效找出第K小的元素,却不想耗费O(n log n)时间去完整排序?快速选择算法正是你的最优解——它巧妙改编自快速排序,通过随机化基准选择和三段式分区(小于/等于/大于),平均仅需O(n)时间即可精准定位目标值,既避免了全排序的冗余开销,又通过递归收缩搜索范围确保聚焦核心;无论你是找最小值、中位数还是任意顺序统计量,这篇实战教程都为你拆解了从原理到代码的每一个关键细节,助你轻松掌握这一面试与工程中高频出现的高效算法利器。

快速选择(QuickSelect)是快速排序的变种,用于在 O(n) 平均时间复杂度内找到无序数组中第 K 小的元素(K 从 1 开始计数)。它不完全排序,只聚焦目标位置,因此比先排序再取索引更高效。
核心思路:分区 + 递归收缩范围
基于快速排序的 partition 操作:选定一个基准(pivot),将数组划分为三部分 —— 小于 pivot 的左区、等于 pivot 的中区、大于 pivot 的右区。通过比较 K 与左区/中区长度,决定下一步在哪个子区间继续查找:
- 若 K ≤ 左区长度 → 第 K 小在左区,递归处理左半段
- 若 K ≤ 左区长度 + 中区长度 → 第 K 小就是 pivot,直接返回
- 否则 → 第 K 小在右区,递归处理右半段,新 K = K − (左区长度 + 中区长度)
避免最坏性能:随机化基准选择
固定选首/尾元素作 pivot 在已排序或近似有序数组上会退化为 O(n²)。实战中应在每次 partition 前,随机交换一个元素到末尾作为 pivot:
// 示例(Python 风格伪代码)import random
def quickselect(nums, left, right, k):
if left == right: return nums[left]
# 随机选 pivot 并换到 right 位置
pivot_idx = random.randint(left, right)
nums[pivot_idx], nums[right] = nums[right], nums[pivot_idx]
# 执行 partition,返回 pivot 最终下标
pivot_final = partition(nums, left, right)
if k == pivot_final:
return nums[k]
elif k return quickselect(nums, left, pivot_final - 1, k)
else:
return quickselect(nums, pivot_final + 1, right, k)
partition 实现细节(Lomuto 方案)
这是最易理解的分区方式,以末尾元素为 pivot,用单指针维护「小于 pivot 的区域边界」:
- 初始化 i = left,遍历 j 从 left 到 right−1
- 若 nums[j]
- 最后交换 nums[i] 和 nums[right],返回 i
- 注意:该方案天然将等于 pivot 的元素分散在左右两侧;如需三路分区(提升重复元素性能),可改用荷兰国旗法
实战调用与边界处理
调用时注意 K 是「第 K 小」,对应数组中索引为 k−1(0-based)。例如找最小值即 K=1 → target index = 0;找中位数(奇数长数组)即 K = (n+1)//2:
# 示例:在 [3,2,1,5,6,4] 中找第 2 小值nums = [3,2,1,5,6,4]
k = 2
result = quickselect(nums, 0, len(nums)-1, k-1) # 传入索引 1
print(result) # 输出 2
数组会被原地部分重排,但无需额外空间;若需保持原数组不变,传入副本即可。
以上就是《数组快速选择找第 K 小值实战教程》的详细内容,更多关于的资料请关注golang学习网公众号!
phpEnv配置MySQL 8.0主从复制教程
- 上一篇
- phpEnv配置MySQL 8.0主从复制教程
- 下一篇
- 电脑无法打开图片文件怎么解决
查看更多
最新文章
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | map · 并发安全 · 缓存设计 · Java教程 · java optional concurrenthashmap computeIfAbsent Map缓存
- Java computeIfAbsent 缓存初始化实战:少写判断、避开空值和并发坑
- 236浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | Java · 异步编程 · 后端开发 · CompletableFuture · 接口聚合 · java 结果合并 completablefuture 并行调用 超时兜底
- Java CompletableFuture 多接口聚合完整流程:并行调用、超时兜底和结果合并
- 428浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | Java · 线程安全 · DateTimeFormatter · 日期处理 · 并发问题 · java 线程安全 日期格式化 threadlocal SimpleDateFormat DateTimeFormatter
- Java SimpleDateFormat 日期偶发错乱怎么办:从共享实例到线程安全一步步排查
- 481浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | http接口 · httpclient · Java教程 · 接口调试 · 超时处理 · java 接口调用 httpclient 超时控制 状态码 响应体
- Java HttpClient 调接口实战:超时、状态码和响应体这样处理
- 224浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | 时间处理 · instant · Java教程 · 时区转换 · DateTimeFormatter · java DateTimeFormatter java.time 时区处理 ZoneId INSTANT
- Java 时间与时区处理实战:Instant、ZoneId 和 DateTimeFormatter 怎么配
- 461浏览 收藏
-
- 文章 · java教程 | 1星期前 | Java · Stream · 集合统计 · 分组聚合 · Collectors · java Stream Collectors groupingBy counting summarizingInt
- Java Stream 分组统计实战:groupingBy、counting 和 summarizingInt 怎么用
- 478浏览 收藏
查看更多
课程推荐
-
- 前端进阶之JavaScript设计模式
- 设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
- 543次学习
-
- GO语言核心编程课程
- 本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
- 516次学习
-
- 简单聊聊mysql8与网络通信
- 如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
- 500次学习
-
- JavaScript正则表达式基础与实战
- 在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
- 487次学习
-
- 从零制作响应式网站—Grid布局
- 本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
- 485次学习
查看更多
AI推荐
-
- ljg-skills
- ljg-skills 是李继刚开源的 AI 技能与提示词集合,面向大模型使用者整理了一批可复用的 prompt、角色设定和任务技能模板,适合用于学习提示词设计、搭建个人 AI 工作流和沉淀团队常用智能体能力。
- 2123次使用
-
- MELO音乐
- MELO音乐是一站式AI视频与音乐制作助手,对标suno, udio的高品质体验。提供伴奏生成、原创写词、无损导出、哼唱识曲、混音变声等全套音频与短视频编辑工具。无论是流行Kpop、电音说唱、民谣古风、摇滚儿歌还是商用轻音乐,MELO为你免费谱曲,轻松做同款!
- 1964次使用
-
- UniScribe
- UniScribe 是一款 AI 音视频转文字与内容整理工具,支持上传音频、视频文件或粘贴 YouTube 链接,自动生成转写文本、摘要、思维导图和关键问题,并支持多格式导出,适合会议记录、课程学习、访谈整理和内容创作复盘。
- 1909次使用
-
- 剧云
- 剧云是专业中文剧本创作平台,安全稳定运行十余年,集成AI编剧、剧本医生审核、人物小传、剧情关系图、大纲编写、多人协作、Word导入导出、版权管控功能,数据安全防护,轻松高效创作剧本。
- 2113次使用
-
- 万象有声
- 万象有声,一个专为有声创作者打造的新一代智能有声内容创作平台。平台提供专业的智能拆章、智能画本编辑、AI配音、AI生成音效、后期制作、智能对轨、智能审听等有声创作全流程工具,可以帮助创作者高效、低成本创作出引人入胜的有声作品。立即体验,让有声书制作更简单!
- 2097次使用
查看更多
相关文章
-
- 矩阵主副对角线快速定位技巧
- 2026-05-31 501浏览
-
- Java多态优化流程代码与行为分发改进
- 2026-05-26 501浏览
-
- JVM 类元数据双亲委派链表深度解析
- 2026-05-21 501浏览
-
- 反射异常处理:InvocationTargetException解析与应用
- 2026-05-16 501浏览
-
- 怎么通过 HTML 的 accesskey 属性为网页中的按钮或链接设置键盘快捷键
- 2026-05-04 501浏览

