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优先级队列(
海量数据Top K 问题
100亿个数据中找出最大的前K个数,我们可以遍历K次,但是时间复杂度太大为O(KN),所以我们使用堆来实现,只进行一次遍历
- 获取最大的前k个元素,我们可以使用小堆来实现,让堆顶最小元素与查找元素比较,如果大于对顶交换。然后进行向下调整,继续进行比较,直到元素比较完。
- 获取最小的前k个元素,我们可以使用大堆来实现,让对顶最大元素与查找元素比较,如果小于对顶交换。然后进行向下调整,继续进行比价,知道元素比较完。
代码实现
使用到堆的基本操作
我们可以使用有限的数据来代替
代码中使用到了堆中的结构体,向下调整,交换函数,大堆小堆函数指针
Top-k.h
#pragma once
#include "Heap.h"
//初始化
void HeapTopkInit(Heap * hp,Compare cmp,int k);
//求最小k个元素
void TopK(Heap * hp,DataType * array,long size,int k);
//打印前k个元素
void TopKprint(Heap * hp);
Top-k.c
#include "Top-k.h"
//初始化
void HeapTopkInit(Heap * hp,Compare cmp,int k)
{
assert(hp);
hp->_array = (DataType *)malloc(sizeof(DataType)*k);
if(NULL == hp->_array)
{
printf("申请空间失败!!!\n");
assert(0);
}
hp->com = cmp;
hp->_capacity = k;
hp->_size = 0;
}
//求最最小的k个元素
void TopK(Heap * hp,DataType * array,long size,int k)
{
int i = 0;
assert(hp);
for(i=0; i<k; ++i)
{
hp->_array[i] = array[i];
hp->_size += 1;
}
for(i=k; i<size; ++i)
{
if(hp->com(hp->_array[0],array[i]))
swap(&array[i],&hp->_array[0]);
AdjustDown(hp,0);
}
}
//打印最小元素
void TopKprint(Heap * hp)
{
int i = 0;
for(i=0; i< hp->_size; ++i)
{
printf("%d ",hp->_array[i]);
}
}
test.c
#include "Heap.h"
#include "PriorityQueue.h"
#include "Top-k.h"
//求海量数中的最大的前k个数
void TopkTest();
int main()
{
TopkTest();
return 0;
}
//求海量数中的最大的前k个数
void TopkTest()
{
Heap hp;
DataType array[] = {6,4,6,82,9,3,68,2};
int k = 3;
HeapTopkInit(&hp,Great,3);
TopK(&hp,array,sizeof(array)/sizeof(array[0]),3);
TopKprint(&hp);
}