临淄关键词网站优化培训中心,手机访问不了wordpress,域名权重查询,wordpress主题后门检查文章目录 #x1f4dd;堆排序#x1f320; TOP-K问题#x1f320;造数据#x1f309;topk找最大 #x1f6a9;总结 #x1f4dd;堆排序
堆排序即利用堆的思想来进行排序#xff0c;总共分为两个步骤#xff1a;
建堆 升序#xff1a;建大堆 降序#xff1a;建小堆利… 文章目录 堆排序 TOP-K问题造数据topk找最大 总结 堆排序
堆排序即利用堆的思想来进行排序总共分为两个步骤
建堆 升序建大堆 降序建小堆利用堆删除思想来进行排序 建堆和堆删除中都用到了向下调整因此掌握了向下调整就可以完成堆排序。 堆排序代码-----升序建大堆 堆排序是通过建立一个大顶堆或小顶堆然后将堆顶元素与末尾元素交换并重新调整堆结构这样重复地交换和调整得到有序序列。在升序排序时我们希望第一个元素是最大的所以需要建立大顶堆这样堆顶元素就是当前所有元素中的最大值。
//升序建大堆
//O(N*logN)//定义一个交换函数用于交换两个元素的值
void Swap(int* px, int* py)
{int temp *px;*px *py;*py temp;
}
//将以parent为根节点的子树进行向下调整使其满足大堆的性质
void AdjustDown(int* a, int n, int parent)
{int child parent * 2 1; //左孩子节点的下标while (child n){//找到左右孩子节点中较大的一个if (child 1 n a[child 1] a[child]){child;}//如果孩子节点的值大于父节点的值则交换位置if (a[child] a[parent]){Swap(a[child], a[parent]);parent child;child parent * 2 1;}else{break;}}
}//堆排序函数
void HeapSort(int* a, int n)
{//将数组a直接建堆使其满足大堆的性质for (int i (n - 1 - 1) / 2; i 0; i--){AdjustDown(a, n, i);}int end n - 1; //用于记录堆的末尾位置while (end 0){//将堆顶元素与末尾元素交换位置即将最大值放到末尾Swap(a[0], a[end]);//对除了末尾元素外的部分进行向下调整使其满足大堆的性质AdjustDown(a, end, 0);end--;}}
int main()
{int a[] { 3,9,5,2,7,8,10,1,4 };printf(堆升序前\n);for (int i 0; i sizeof(a) / sizeof(int); i){printf(%d , a[i]);}//堆升序建大堆HeapSort(a, sizeof(a) / sizeof(int));printf(\n堆升序后\n);for (int i 0; i sizeof(a) / sizeof(int); i){printf(%d , a[i]);}printf(\n);return 0;}
代码运行
堆排序代码-----降序建小堆 而在降序排序时我们希望第一个元素是最小的。如果还建立大顶堆那么堆顶元素会是最大值这与我们希望的降序结果不符。所以在降序排序时我们需要建立一个小顶堆。这样堆顶元素就是当前所有元素中的最小值和我们希望的降序结果一致。通过每次交换堆顶(最小值)和末尾元素可以实现数组从小到大排列也就是降序排序结果。
#include stdio.h
// 交换两个元素的值
void Swap(int* px, int* py)
{int temp *px;*px *py;*py temp;
}
// 将以parent为根节点的子树调整为小堆
void AdjustDown(int* a, int n, int parent)
{int child parent * 2 1; // 左孩子节点的下标while (child n){// 找到左右孩子节点中值较小的节点if (child 1 n a[child 1] a[child]){child;}// 如果子节点的值小于父节点的值则交换父子节点的值if (a[child] a[parent]){Swap(a[child], a[parent]);parent child;child parent * 2 1;}else{break;}}
}
// 堆排序
void HeapSort(int* a, int n)
{// 建堆从最后一个非叶子节点开始依次向上调整子树为小堆for (int i (n - 1 - 1) / 2; i 0; i--){AdjustDown(a, n, i);}int end n - 1; // 堆的最后一个元素的下标while (end 0){// 将堆顶元素最小元素与堆的最后一个元素交换位置Swap(a[0], a[end]);// 将除了最后一个元素之外的部分重新调整为小堆AdjustDown(a, end, 0);end--;}}
int main()
{int a[] { 3,9,5,2,7,8,10,1,4 };printf(堆降序前\n);for (int i 0; i sizeof(a) / sizeof(int); i){printf(%d , a[i]);}// 使用堆排序进行降序排序HeapSort(a, sizeof(a) / sizeof(int));printf(\n堆降序后\n);for (int i 0; i sizeof(a) / sizeof(int); i){printf(%d , a[i]);}printf(\n);return 0;}TOP-K问题
TOP-K问题是数据挖掘和信息检索中的一个重要问题。
TOP-K问题即求数据结合中前K个最大的元素或者最小的元素一般情况下数据量都比较大。 TOP-K问题是数据挖掘和信息检索中的一个重要问题。
TOP-K问题的含义是:给定一个集合,找出其中值最大或最小的前K个元素。
常见的TOP-K问题有: 查找文档集合中与查询条件最相关的前K篇文档。这在搜索引擎中很常见。 从用户评分最高的物品中找出前K个最受欢迎的物品。 从数据库中找出收入前K高的用户。 从候选人中找出支持率前K高的候选人专业前10名、世界500强、富豪榜、游戏中前100的活跃玩家等。。
TOP-K问题的一般解法包括:
排序法:直接对全集排序,取前K个元素。时间复杂度O(nlogn)堆排序法:使用小顶堆或大顶堆维护前K个元素,时间复杂度O(nlogk)选择算法:每次选择当前值最大/小的元素加入结果集,时间复杂度O(nlogk)空间优化算法:如QuickSelect,找到第K个元素的位置而不是排序全集。桶排序法:如果值范围有限,可以使用桶排序提升效率。索引支持的算法:如果有索引支持,可以利用索引更快找出TOP-K,如B树。
对于Top-K问题能想到的最简单直接的方式就是排序但是如果数据量非常大排序就不太可取了(可能数据都不能一下子全部加载到内存中)。最佳的方式就是用堆来解决基本思路如下
用数据集合中前K个元素来建堆 前k个最大的元素则建小堆 前k个最小的元素则建大堆用剩余的N-K个元素依次与堆顶元素来比较不满足则替换堆顶元素 将剩余N-K个元素依次与堆顶元素比完之后堆中剩余的K个元素就是所求的前K个最小或者最大的元素。
造数据
首先我们要TOP-K那得有数据先来生成数据那就生成随机数据到文件。
void CreateNData()
{//造数据int n 100000;srand(time(0));//使用时间作为随机数种子const char* file data.txt;//数据文件名FILE* fin fopen(file, w);//打开文件用于写入if (fin NULL)//检查文件是否打开成功{perror(fopen error);//输出打开错误信息return;}for (int i 0; i n; i)//循环写入n行数据{int x (rand() i) % 1000000;//生成0-999999之间的随机数fprintf(fin, %d\n, x);//写入一行数据}// 别忘了关闭文件哦fclose(fin);
}rand()函数产生的随机数范围是0-RAND_MAX在C/C标准库中,rand()范围是0到32767 i的范围是0-9999,因为n定义为10000所以rand()结果加i范围是:0 0 032767 99999 132,766没有超过1000000但取余可以实现随机数更均匀地分布在0-999999范围内
topk找最大
1、用前10个数据建小堆 2、后续数据跟堆顶数据比较如果比堆顶数据大就替代堆顶进堆
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include assert.h
#include stdbool.h
#include string.h
#include time.hvoid Swap(int* px, int* py)
{int tmp *px;*px *py;*py tmp;
}void AdjustDown(int* a, int n, int parent)
{ //a是数组指针,n是数组长度,parent是当前需要下调的父结点索引int child parent * 2 1;//child表示父结点parent的左孩子结点索引,因为是完全二叉堆,可以通过parent和2计算得到while (child n){//如果左孩子存在if (child 1 n a[child 1] a[child]){//如果右孩子也存在,并且右孩子值小于左孩子,则child指向右孩子child;}if (a[child] a[parent])//如果孩子结点值小于父结点值,则需要交换{Swap(a[child], a[parent]);//交换孩子和父结点parent child;//父结点下移为当前孩子结点child parent * 2 1;//重新计算新的左孩子结点索引}else{break;}}
}
void topk()
{printf(请输入k-);int k 0;scanf(%d, k);const char* file data.txt;//打开文件FILE* fout fopen(file, r);if (fout NULL){perror(malloc fail);return;}//临时变量读取文件数据 int val 0;//分配内存用于保存最小堆int* minheap (int*)malloc(sizeof(int) * k);if(minheap NULL){perror(malloc fail);return;}//初始化堆,读取文件前k个数据构建最小堆for (int i 0; i k; i){fscanf(fout, %d, minheap[i]);}//建个小堆for (int i (k - 1 - 1) / 2; i 0; i--){AdjustDown(minheap, k, i);}int x 0;while (fscanf(fout, %d, x) ! EOF){//读取剩余数据比对顶的值大就替换他进堆if (x minheap[0]){//替换堆顶值,并调用下滤调整堆结构minheap[0] x;AdjustDown(minheap, k, 0);}}for (int i 0; i k; i){//输出堆中保存的前k个最大值 printf(%d , minheap[i]);}printf(\n);fclose(fout);}int main()
{CreateNData();topk();
}
输出 的确是五个数怎么验证他是10万个数中最大的那五个数呢 OK!用记事本打开该文件的data.txt随机找五个数改大点比如到百万再运行能不能找出这五个数能就对了。 再次运行效果图 总结
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