使用堆实现Top K算法(JS实现)(2)

算法二:部分排序        
     题目要求是求出Top 10,因此我们没有必要对所有的Query都进行排序,我们只需要维护一个10个大小的数组,初始化放入10个Query,按照每个Query的统计次数由大到小排序,然后遍历这300万条记录,每读一条记录就和数组最后一个Query对比,如果小于这个Query,那么继续遍历,否则,将数组中最后一条数据淘汰(还是要放在合适的位置,保持有序),加入当前的Query。最后当所有的数据都遍历完毕之后,那么这个数组中的10个Query便是我们要找的Top10了。

不难分析出,这样,算法的最坏时间复杂度是N*K, 其中K是指top多少。

算法三:
       在算法二中,我们已经将时间复杂度由NlogN优化到N*K,不得不说这是一个比较大的改进了,可是有没有更好的办法呢?

分析一下,在算法二中,每次比较完成之后,需要的操作复杂度都是K,因为要把元素插入到一个线性表之中,而且采用的是顺序比较。这里我们注意一下,该数组是有序的,一次我们每次查找的时候可以采用二分的方法查找,这样操作的复杂度就降到了logK,可是,随之而来的问题就是数据移动,因为移动数据次数增多了。不过,这个算法还是比算法二有了改进。

基于以上的分析,我们想想,有没有一种既能快速查找,又能快速移动元素的数据结构呢?

回答是肯定的,那就是堆。
       借助堆结构,我们可以在log量级的时间内查找和调整/移动。因此到这里,我们的算法可以改进为这样,维护一个K(该题目中是10)大小的小根堆,然后遍历300万的Query,分别和根元素进行对比。

思想与上述算法二一致,只是在算法三,我们采用了最小堆这种数据结构代替数组,把查找目标元素的时间复杂度有O(K)降到了O(logK)。
       那么这样,采用堆数据结构,算法三,最终的时间复杂度就降到了N*logK,和算法二相比,又有了比较大的改进。

至此,算法就完全结束了,经过上述第一步、先用Hash表统计每个Query出现的次数,O(N);然后第二步、采用堆数据结构找出Top 10,N*O(logK)。所以,我们最终的时间复杂度是:O(N) + N'*O(logK)。(N为1000万,N'为300万)。

js如何使用堆实现Top K 算法?

1. 使用堆算法实现Top,时间复杂度为 O(LogN)

function top(arr,comp){ if(arr.length == 0){return ;} var i = arr.length / 2 | 0 ; for(;i >= 0; i--){ if(comp(arr[i], arr[i * 2])){exch(arr, i, i*2);} if(comp(arr[i], arr[i * 2 + 1])) {exch(arr, i, i*2 + 1);} } return arr[0]; } function exch(arr,i,j){ var t = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = t; }

2. 调用K次堆实现,时间复杂度为 O(K * LogN)

function topK(arr,n,comp){ if(!arr || arr.length == 0 || n <=0 || n > arr.length){ return -1; } var ret = new Array(); for(var i = 0;i < n; i++){ var max = top(arr,comp); ret.push(max); arr.splice(0,1); } return ret; }

3.测试

var ret = topK(new Array(16,22,91,0,51,44,23),3,function (a,b){return a < b;}); console.log(ret);

以上就是为大家分享的使用堆实现Top K算法,何为Top K算法,希望对大家的学习有所帮助。

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