100億個數(shù)中找出最大的k個數(shù)(TopK問題)

1.

排序仪召,快速排序寨蹋。
快速排序平均所費時間為nlogn,從小到大排序這n個數(shù)返咱,然后再遍歷序列中后k個元素輸出钥庇,即可牍鞠,總的時間復雜度為O(nlogn+k)=O(n*logn)咖摹。

2.

堆排序 什么是堆?
維護k個元素的最小堆,原理與上述第2個方案一致难述,即用容量為k的最小堆存儲最先遍歷到的k個數(shù)萤晴,并假設它們即是最大的k個數(shù),建堆費時O(k)胁后,并調整堆(費時O(logk))后店读,有k1>k2>…kmin(kmin設為小頂堆中最小元素)。繼續(xù)遍歷數(shù)列攀芯,每次遍歷一個元素x屯断,與堆頂元素比較,若x>kmin侣诺,則更新堆(用時logk)殖演,否則不更新堆。這樣下來年鸳,總費時O(klogk+(n-k)logk)=O(nlogk)趴久。此方法得益于在堆中,查找等各項操作時間復雜度均為logk(不然搔确,就如上述思路2所述:直接用數(shù)組也可以找出最大的k個元素彼棍,用時O(nk))灭忠。


核心思想:分治法 聊聊分治算法

采用分治算法解決的問題需要滿足的條件(特征):

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

解題參考1
解題參考2

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