[LeetCode] 703. Kth Largest Element in a Stream

Design a class to find the kth largest element in a stream. Note that it is the kth largest element in the sorted order, not the kth distinct element.

Implement KthLargest class:

• KthLargest(int k, int[] nums) Initializes the object with the integer k and the stream of integers nums.
• int add(int val) Returns the element representing the kth largest element in the stream.

Example 1:

Input
["KthLargest", "add", "add", "add", "add", "add"]
[[3, [4, 5, 8, 2]], [3], [5], [10], [9], [4]]
Output
[null, 4, 5, 5, 8, 8]

Explanation
KthLargest kthLargest = new KthLargest(3, [4, 5, 8, 2]);
kthLargest.add(3);   // return 4
kthLargest.add(5);   // return 5
kthLargest.add(10);  // return 5
kthLargest.add(9);   // return 8
kthLargest.add(4);   // return 8

Constraints:

• 1 <= k <= 104
• 0 <= nums.length <= 104
• -104 <= nums[i] <= 104
• -104 <= val <= 104
• At most 104 calls will be made to add.
• It is guaranteed that there will be at least k elements in the array when you search for the kth element.

数据流中第K大的元素。

设计一个找到数据流中第 k 大元素的类（class）。注意是排序后的第 k 大元素，不是第 k 个不同的元素。

请实现 KthLargest 类：

KthLargest(int k, int[] nums) 使用整数 k 和整数流 nums 初始化对象。
int add(int val) 将 val 插入数据流 nums 后，返回当前数据流中第 k 大的元素。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/kth-largest-element-in-a-stream
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题干即是题意，请设计一个class，找到数据流中第K大的元素。

思路是用Java中的PriorityQueue去实现一个最小堆（min heap），同时控制堆的size为K。首先先把nums数组中的元素全都放进pq，当pq的size大于K的时候，无论nums中的元素是否放完，我们都无条件弹出堆顶元素，一直保持pq中元素的个数是K。这样当我们再peek堆顶的时候，堆顶元素即是所求的第K大的元素。

时间 初始化，O(n * logk)，n是一开始 nums 的长度；单次插入的时间复杂度是O(log k)

空间 O(k) - pq的大小

class KthLargest {
    int kk;
    PriorityQueue<Integer> queue;

    public KthLargest(int k, int[] nums) {
        this.kk = k;
        queue = new PriorityQueue<>();
        for (int num : nums) {
            add(num);
        }
    }

    public int add(int val) {
        queue.offer(val);
        // 弹出的是最小的元素，所以最后会保留K个最大的元素
        if (queue.size() > kk) {
            queue.poll();
        }
        return queue.peek();
    }
}

/**
 * Your KthLargest object will be instantiated and called as such:
 * KthLargest obj = new KthLargest(k, nums);
 * int param_1 = obj.add(val);
 */

 

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