現(xiàn)在有100個(gè)數(shù)組,每個(gè)數(shù)組都有100個(gè)數(shù)。并且每個(gè)數(shù)組的元素都是從小到大排列的。
如何從中選出最小的前100個(gè)數(shù)。
100個(gè)數(shù)組的數(shù)組元素合成一個(gè)10000個(gè)數(shù)的數(shù)組,然后按值遞增排序,取前100個(gè),這個(gè)運(yùn)算次數(shù)是 10000 * 10000 = 一億?有說要考慮性能啥的嗎?
還有個(gè)思路就是每次都取數(shù)組的第一個(gè)元素來比較,找最小的,然后取出,再從所在的數(shù)組剔除這個(gè)(第一個(gè))元素,然后再取每個(gè)數(shù)組取第一個(gè)再比較,進(jìn)行100次,運(yùn)算次數(shù)是 100 * 100 = 10000 次
這個(gè)問題的解法挺多,我可以給提供幾種思路:
假設(shè)問題抽象為 現(xiàn)在有 M 個(gè)數(shù)組,每個(gè)數(shù)組都有 U 個(gè)數(shù)。并且每個(gè)數(shù)組的元素都是從小到大排列的,
如何從中選出最小的前 K 個(gè)數(shù)。令 N = M * U。
直接排序
分配一個(gè)大小為 N 的數(shù)組 a,將輸入的 M 個(gè)數(shù)組的所有元素放入到 a 中,然后對 a 進(jìn)行升序排序,最后取 a 的前 K 個(gè)元素即為結(jié)果。時(shí)間復(fù)雜度 O(N*logN),空間復(fù)雜度為 O(N)。
使用堆(TopK)
建立一個(gè)大小為 K 的 大頂堆,挨個(gè)遍歷每個(gè)數(shù)組,每次讓當(dāng)前數(shù)組元素 e 去和堆頂比較:
所有數(shù)組遍歷完畢,那么堆中的 K 個(gè)元素即為結(jié)果。時(shí)間復(fù)雜度為 O(N*logK),空間復(fù)雜度為 O(K)。
使用堆(優(yōu)化)
注意到這 M 個(gè)數(shù)組本身是有序的,因而我們可以利用到這個(gè)條件,我們假設(shè)每個(gè)數(shù)組都是升序排序的。
建立一個(gè)大小為 M 的 小頂堆,初始時(shí)將每個(gè)數(shù)組的第一個(gè)元素加入到堆中;建立一個(gè)容量為 K 的集合 S。
初始建堆的時(shí)間復(fù)雜度為 O(M*logM);然后之后每次刪除元素和添加下一個(gè)元素調(diào)整堆的復(fù)雜度為 O(logM),共需要調(diào)整 K 次,所以時(shí)間復(fù)雜度為 O(K*logM);總的時(shí)間復(fù)雜度為 O((K+M)*logM)??臻g復(fù)雜度為 O(c*M),c 是大于 1 的常數(shù),因?yàn)橐涗浢總€(gè)元素來自于哪個(gè)數(shù)組中,所以堆節(jié)點(diǎn)除了包含數(shù)組元素,還應(yīng)該包含其來源于哪個(gè)數(shù)組的信息,以及其下一個(gè)元素在數(shù)組中的位置的信息。
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曾工作于聯(lián)想擔(dān)任系統(tǒng)開發(fā)工程師,曾在博彥科技股份有限公司擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理從事移動互聯(lián)網(wǎng)管理及研發(fā)工作,曾創(chuàng)辦藍(lán)懿科技有限責(zé)任公司從事總經(jīng)理職務(wù)負(fù)責(zé)iOS教學(xué)及管理工作。
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具有10 年的Java 企業(yè)應(yīng)用開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。曾經(jīng)歷任德國Software AG 技術(shù)顧問,美國Dachieve 系統(tǒng)架構(gòu)師,美國AngelEngineers Inc. 系統(tǒng)架構(gòu)師。