Python - 查找k个最小元素的索引

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索引是列表中元素的位置，而K定义了要从列表中查找的最小元素的特定值。有时，我们在Web开发和数据库领域工作，这些任务通常会发生以解决这个问题。在Python中，我们有内置函数，如sorted()、range()、len()等，这些函数将用于查找k个最小元素的索引。

语法

以下语法在示例中使用：

sorted() 

sorted()是Python中的内置函数，它有助于返回新的排序列表，同时保持原始列表不变。

len()

len()是Python中的内置方法，它返回对象的长度。

range()

range()是Python中的内置方法，用于返回元素序列。range默认从0开始，在指定数字之前停止。

heapq.nsmallest()

nsmallest()是Python中的内置函数，它遵循heapify模块来返回列表中最小的数字。

argsort()

内置函数argsort()遵循模块名称numpy，间接对数组进行排序。

get()

get()是Python中的内置方法，它返回具有指定键的元素值。

extend()

extend()是Python内置函数。它迭代指定的可迭代对象并将它的元素附加到当前列表的末尾。

使用排序列表和列表推导式

在下面的示例中，我们将使用接受参数（输入列表和k值）的递归函数。k值设置为3表示它对列表中的前三个元素进行排序。然后，使用一些内置函数，如sorted()、len()和lambda，计算k个最小元素的索引。接下来，使用K的切片表示法返回所需的结果。

示例

def k_smallest_indices(lst, k):
    sorted_indices = sorted(range(len(lst)), key=lambda i: lst[i])
    return sorted_indices[:k]
# Create the list
list_1 = [50, 20, 90, 10, 70]
# k variable sort the first three elements from the list
k = 3 
small_indices = k_smallest_indices(list_1, k)
print("The smallest elements are-",small_indices)

输出

 The smallest elements are- [3, 1, 0]

使用heapq和堆数据结构

在下面的示例中，我们将从定义名为heapq的模块开始程序，该模块将用于查找K个最小元素。然后，使用递归函数，它接收两个参数值 - 输入列表和k值，它们在内置函数nsmallest()和列表推导式上工作以存储在相应的变量中。接下来，使用函数返回生成指定的结果。

示例

import heapq
def find_k_smallest_indices(lst, k):
    smallest_elements = heapq.nsmallest(k, lst)
    smallest_indices = [i for i, val in enumerate(lst) if val in smallest_elements]
    return smallest_indices
# create the list
my_list = [5, 4, 3, 2, 1]
k = 3
smallest_indices = find_k_smallest_indices(my_list, k)
print("The smallest index elements are-",smallest_indices)

输出

The smallest elements are- [2, 3, 4]

使用numpy.argsort()

在下面的示例中，我们将使用numpy库，它提供内置函数argsort()来对输入列表元素进行排序。该程序使用递归函数，降低了程序的时间复杂度。它接受两个参数 - 输入列表和k值，以查找K个最小元素。K设置为一个特定数字，表示打印结果的索引总数，根据给定值打印结果。继续使用带切片表示法的函数返回来获得程序的输出。

示例

import numpy as np
def find_k_smallest_indices(lst, k):
    indices = np.argsort(lst)
    return indices[:k]
# Create the list
my_list = [55, 7, 12, 2, 67, 90, 9]
# Initialize the k value
k = 3
smallest_indices = find_k_smallest_indices(my_list, k)
print("The smallest index elements are-", smallest_indices)

输出

 The smallest index elements are- [3 1 6]

使用循环和字典

在下面的示例中，程序使用两个for循环迭代输入列表，使用一些内置函数，如enumerate()、get()和extend()来查找K个最小元素的索引。

示例

def find_k_smallest_indices(lst, k):
    indices = {}
    for i, val in enumerate(lst):
        indices[val] = indices.get(val, []) + [i]
    sorted_indices = []
    for val in sorted(lst)[:k]:
        sorted_indices.extend(indices[val])
    return sorted_indices
# Create the list
my_list = [5, 2, 9, 1, 7]
k = 3
smallest_indices = find_k_smallest_indices(my_list, k)
print("The smallest index elements are-", smallest_indices)

输出

 The smallest index elements are- [3, 1, 0]

结论

我们讨论了使用各种方法求解K个最小元素索引的问题。heapq模块是一种新的方法，它定义了堆数据结构来解决这个问题。在一些示例中，将使用切片表示法根据条件和操作指定精确的索引位置。