無序數組中找出最大的兩個（K）數
阿新 • • 發佈：2018-05-06
數組；查找；最大；K個**給你一個整型數組，我想找出來最大的兩個數，能幫我寫一個算法嗎？
解釋我們的算法，我們申明兩個臨時變量， max， secondmax，然後開始掃描數組。若數組中當前的數字比max還大，我們就替換到max，當然替換之前，先將max賦值到secondmax裏去，若數組中當前的數字比max小，我們再比較是否比secondmax大，倘若大，我們將直接將其賦值到secondmax上去，其他情況我們就不用處理啦。
四、寫代碼的時候，記住，一定要解釋你現在在幹什麽
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在上一遍我們已經解讀過這道題目了，包括我們能想到的問題。這裏我們按照解決算法題的一般步驟再來一起分析一下這道題：
一、確保我們理解了問題，並且嘗試一個例子，確認理解無誤。
那現在我們澄清一下問題，我們需要從這樣的數組中{ 4， 5，2，3，1}中找出最大的兩個數字返回{4，5}，當數組為空的時候我們也返回空的數組。
二、想想你可以用什麽方法解決問題，你會選擇哪一種，為什麽？
我們不想先對他進行排序，原因有兩個，數組是引用類型，排序會改變原來的數據結果，我相信你調用別人SDK的時候，肯定也不想自己的數據莫名其妙的被改變了對吧，即使我們能保證不改變原來的次序，我們也會引入額外的存儲空間，另外，題目當中沒有要求將所有的數字排序返回，排序似乎有些浪費。而且，一般的排序最好能做到n log(n), 而這道題其實只需要o(n)就能解決。
解釋我們的算法，我們申明兩個臨時變量， max， secondmax，然後開始掃描數組。若數組中當前的數字比max還大，我們就替換到max，當然替換之前，先將max賦值到secondmax裏去，若數組中當前的數字比max小，我們再比較是否比secondmax大，倘若大，我們將直接將其賦值到secondmax上去，其他情況我們就不用處理啦。
四、寫代碼的時候，記住，一定要解釋你現在在幹什麽
public static int[] FindMaxTwo(int[] array) { // 如果輸入的數組是空，或者數組的長度只有一個，我們也就沒有必要處理了，直接返回 if (array == null || array.Length == 1) return array; // 定義兩個臨時變量，想一想我們為什麽要賦值為int.minvalue int max = int.MinValue; int secondMax = int.MinValue; // 開始掃描數組 for (int index = 0; index < array.Length; index++) { // 如果當前的數字比max還大，我們將改變secondmax的值，然後該表max if (array[index] >= max) { secondMax = max; max = array[index]; } // 如果當前數字沒有比max大，但是比secondmax大，我們直接改變secondmax的值 else if (array[index] >= secondMax) { secondMax = array[index]; } } // 好了，我們將得到的這兩個值放到數組裏，準備返回吧 int[] result = new int[2]; result[0] = secondMax; result[1] = max; return result; }
五、拿一個實例，Work Through你的代碼（省略了哈)
六、修復缺陷，保證異常情況都被考慮到。我們需要列出來這裏的一些特殊情況，如數組中如果存在相同的數字而且都是最大的數，我們返回什麽呢？如{5，3，4，1，5}，返回{4，5}還是{5，5}呢，不一樣的要求會對處理的細節有所差別。如果數組中全是負數我們的代碼還能返回期待的結果嗎？
嘗試一下： 大家可以把intmax= int.MinValue; int secondMax = int.MinValue;改成intmax;int secondmax;再試試 {-5，-2，-4，-3，-1}試試看，這裏會出現一個bug。其根本原因在於，int 的默認值是0。
public static int[] FindMaxTwoImproved2(int[] array)
{
if (array == null || array.Length == 1) return array;
// Here is a bug when the max value is negative since the initial value in the int array is 0
int[] result = new int[2];
// This is to fix the bug above
for (var index = 0; index < result.Length; index++)
{
result[index] = int.MinValue;
}
Console.WriteLine(result[1]);
for (int index = 0; index < array.Length; index++)
{
if (array[index] >= result[0])
{
result[0] = result[1];
result[1] = array[index];
}
else if (array[index] >= result[1])
{
result[0] = array[index];
}
}
return result;
}
回到上一篇的問題中來，我們曾今問過K是否會變，能不能做到以不變應萬變，動態一些，你讓我們返回幾個我們就返回幾個呢？當然可以，這次我們申明一個長度為K的數組，直接來看代碼：
// Let‘s extend the array to get K fliexable
public static int[] FindMaxTwoImproved3(int[] array, int k)
{
if (k < 0) throw new ArgumentException("The K should not be negative.");
if(array != null && array.Length < k) throw new ArgumentException("The K should less than the length of target array.");
if (array == null || array.Length == 1) return array;
// Here is a bug when the max value is negative since the initial value in the int array is 0
int[] result = new int[k];
// This is to fix the bug above
for (var index = 0; index < result.Length; index++)
{
result[index] = int.MinValue;
}
for (int index = 0; index < array.Length; index++)
{
if (array[index] >= result[k - 1])
{
<span style="background-color:rgb(51,204,0);">for (int fallback = 0; fallback < k - 1; fallback++)</span>
<span style="background-color:rgb(51,204,0);"> {</span>
<span style="background-color:rgb(51,204,0);"> result[fallback] = result[fallback + 1];</span>
<span style="background-color:rgb(51,204,0);"> }</span>
<span style="background-color:rgb(51,204,0);"></span>
result[k - 1] = array[index];
}
else
{
for (int fallback = k - 1; fallback >= 0; fallback--)
{
if (array[index] >= result[fallback])
{
<span style="background-color:rgb(51,204,0);">for (int fallback2 = 0; fallback2 < fallback; fallback2++)</span>
<span style="background-color:rgb(51,204,0);"> {</span>
<span style="background-color:rgb(51,204,0);"> result[fallback2] = result[fallback2 + 1];</span>
<span style="background-color:rgb(51,204,0);"> }</span>
result[fallback] = array[index];
}
}
}
}
return result;
} 在這段代碼中，大家有沒有發現有代碼重復的嫌疑？我把他們高亮起來了。我們再定義一個公共方法，
/// <summary>
/// 改方法會負責將當前數組array從前往後的K-1個數字依次賦值成後面的數組，
/// 而最後一個值我們將替換成target
/// </summary>
/// <param name="array"></param>
/// <param name="target"></param>
/// <param name="k"></param>
public static void Fallback(int[] array, int target, int k)
{
if (k > 0)
{
for (int fallback2 = 0; fallback2 < k - 1; fallback2++)
{
array[fallback2] = array[fallback2 + 1];
}
array[k - 1] = target;
}
}
將高亮部分也替換一下，看最後的代碼：
// Let‘s remove the duplication code
public static int[] FindMaxTwoImproved4(int[] array, int k)
{
if (k < 0) throw new ArgumentException("The K should not be negative.");
if (array == null || array.Length == 1) return array;
// Here is a bug when the max value is negative since the initial value in the int array is 0
int[] result = new int[k];
// This is to fix the bug above
for (var index = 0; index < result.Length; index++)
{
result[index] = int.MinValue;
}
for (int index = 0; index < array.Length; index++)
{
if (array[index] >= result[k - 1])
{
Fallback(result, array[index], k);
result[k - 1] = array[index];
}
else
{
for (int fallback = k - 1; fallback >= 0; fallback--)
{
if (array[index] >= result[fallback])
{
Fallback(result, array[index], fallback);
result[fallback] = array[index];
}
}
}
}
return result;
}
大家發現了嗎？這是不是我們見過的一種排序算法。沒錯，當K = N 時，這就是開辟了新存儲空間的插入排序了。有沒有？
接下來我們就可以定義各種不同的輸入去測試我們的算法啦，這裏是一個例子。供大家參考：
static void Main(string[] args)
{
int[] array = new int[5] { -5, -3, -4, -5, 10 };
var result = FindMaxTwo(array);
PrintArray(result);
result = FindMaxTwoImproved4(array, 2);
PrintArray(result);
}
public static void PrintArray(int[] array)
{
if (array == null)
{ Console.WriteLine("The array is null or empty"); }
else
{
foreach (var i in array)
{
Console.Write(i + " ");
}
Console.WriteLine();
}
} 歡迎大家關註我的公眾號，還有我的系列視頻教程, 數據結構與算法 和 經典算法面試題輔導, 排序專題講解，鏈表專題講解。
大家有什麽更好的解法，也歡迎討論哈。
無序數組中找出最大的兩個（K）數