100億個(gè)數(shù)中找出最大的k個(gè)數(shù)(TopK問(wèn)題)

1.

排序,快速排序。
快速排序平均所費(fèi)時(shí)間為nlogn,從小到大排序這n個(gè)數(shù),然后再遍歷序列中后k個(gè)元素輸出,即可,總的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn+k)=O(n*logn)。

2.

堆排序 什么是堆?
維護(hù)k個(gè)元素的最小堆,原理與上述第2個(gè)方案一致,即用容量為k的最小堆存儲(chǔ)最先遍歷到的k個(gè)數(shù),并假設(shè)它們即是最大的k個(gè)數(shù),建堆費(fèi)時(shí)O(k),并調(diào)整堆(費(fèi)時(shí)O(logk))后,有k1>k2>…kmin(kmin設(shè)為小頂堆中最小元素)。繼續(xù)遍歷數(shù)列,每次遍歷一個(gè)元素x,與堆頂元素比較,若x>kmin,則更新堆(用時(shí)logk),否則不更新堆。這樣下來(lái),總費(fèi)時(shí)O(klogk+(n-k)logk)=O(nlogk)。此方法得益于在堆中,查找等各項(xiàng)操作時(shí)間復(fù)雜度均為logk(不然,就如上述思路2所述:直接用數(shù)組也可以找出最大的k個(gè)元素,用時(shí)O(nk))。


核心思想:分治法 聊聊分治算法

采用分治算法解決的問(wèn)題需要滿足的條件(特征):

  • . 原問(wèn)題規(guī)模通常比較大,不易直接解決,但問(wèn)題縮小到一定程度就能較容易的解決。
  • . 問(wèn)題可以分解為若干規(guī)模較小、求解方式相同(似)的子問(wèn)題。且子問(wèn)題之間求解是獨(dú)立的互不影響。
  • . 合并問(wèn)題分解的子問(wèn)題可以得到問(wèn)題的解。

解題參考1
解題參考2

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