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從arr[1, n]這n個(gè)數(shù)中,找出最大的k個(gè)數(shù),這就是經(jīng)典的TopK問題
什么是TopK,就是找到一個(gè)無序隊(duì)列中的k個(gè)最大數(shù)。 TopK的經(jīng)典算法是堆排序,這里用快排的思想解決。 先上一個(gè)快排的代碼:
private void quickSort1(int[] src, int left, int right) { if (left == right) return; int index = sort1(src, left, right); quickSort1(src, left, index - 1); quickSort1(src, index + 1, right); } private int sort1(int[] src, int start, int end) { int left = start; int right = end; int pivot = start; while (left < right) { if (src[right] < src[pivot]) { if (src[left] > src[pivot]) { swap(src, left, right); } else { left++; } } else { right--; } } swap(src, pivot, left); return left; }
利用快排的框架實(shí)現(xiàn)一個(gè)TopK,排序跟快排一樣,從大到小排列。 那一次排序結(jié)束有三種情況:
得到的index==k-1
,直接結(jié)束,返回?cái)?shù)組的前k個(gè)元素。
得到的index<k-1
,這時(shí)候說明需要的足夠大的數(shù)據(jù)還不夠,需要繼續(xù)找再小一點(diǎn)的。比如我們需要 [7,6,5],現(xiàn)在只有 [7,6],所以還需要找到 [5] 才可以。
得到的inedx>k-1
,這時(shí)候說明大數(shù)雖然找到了,但是不知道哪些個(gè)是最大k個(gè)。比如我們需要 [7,6,5] ,但這時(shí)候前面是**[7,4,3,5,6]**,如果直接取前三個(gè),就會(huì)取錯(cuò),所以還要對(duì)這些大數(shù)進(jìn)行排序。
看不懂正常,我們拿一個(gè)具體的例子來說,可以準(zhǔn)備紙筆畫一下: 原數(shù)組: [4, 6, 1, 3, 2, 7, 9, 5]
第一次遍歷,取index=0為哨兵,也就是pivot=4,結(jié)束: [7 6 5 9 4 2 3 1] index為 4.
分三種情況:
k=5,index=k-1
,直接返回 [7 6 5 9 4]
k=2,也就是k<4的情況。
我們發(fā)現(xiàn)index>k-1
,所以需要繼續(xù)對(duì)index=4
左邊的進(jìn)行排序也就是對(duì) [7, 6, 5, 9] 進(jìn)行排序。 第二次繼續(xù)取第0個(gè)為哨兵,也就是7,排序結(jié)束為 [9 7 5 6 4 2 3 1] ,index=1
,這個(gè)時(shí)候index=k-1
,結(jié)束,得到結(jié)果 [9, 7]
k=6,也就是k>4
的情況。
第一遍結(jié)束發(fā)現(xiàn)index<k-1
,需要對(duì)index=4
右邊繼續(xù)排序。
第二遍結(jié)束:[7 6 5 9 4 3 2 1],index=6
,還是大于k-1=5
第三遍:遍歷[left, index - 1],這個(gè)時(shí)候left=5
,index-1=5
,左右重合結(jié)束,取前6個(gè)數(shù)字為: [7 6 5 9 4 3]
三種情況分析結(jié)束,看代碼實(shí)現(xiàn):
//返回topK private int[] topKort(int[] src, int left, int right, int k) { if (k == src.length) { return src; } if (left == right) { //排序結(jié)束,取前k個(gè)數(shù)字得到result int[] result = new int[k]; System.arraycopy(src, 0, result, 0, k); return result; } //獲取一次排序哨兵的位置 int index = sortBig(src, left, right); if (index > k - 1) {//繼續(xù)排序左邊的大數(shù) topKort(src, left, index - 1, k); } else if (index < k - 1) {//繼續(xù)排序右邊的小數(shù),繼續(xù)找比較大的數(shù) topKort(src, index + 1, right, k); } else {//結(jié)束 int[] result = new int[k]; System.arraycopy(src, 0, result, 0, k); return result; } return new int[k]; } //從大到小排序 快排思想 private int sortBig(int[] src, int left, int right) { int pivotIndex = left; int pivot = src[pivotIndex]; left++; while (left < right) { if (src[right] > pivot) { if (src[left] < pivot) { swap(src, left, right); } else { left++; } } else { right--; } } swap(src, pivotIndex, left); return left; }
讀到這里,這篇“C語言堆排序經(jīng)典算法TopK問題怎么解決”文章已經(jīng)介紹完畢,想要掌握這篇文章的知識(shí)點(diǎn)還需要大家自己動(dòng)手實(shí)踐使用過才能領(lǐng)會(huì),如果想了解更多相關(guān)內(nèi)容的文章,歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。
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