优先队列与TopK

一.简介前文介绍了<最大堆>的实现,本章节在最大堆的基础上实现一个简单的优先队列.优先队列的实现本身没什么难度,所以本文我们从优先队列的场景出发介绍topK问题. 后面会持续更新数据结构相关的博文. 数据结构专栏:https://www.cnblogs.com/hello-shf/category/1519192.html git传送门:https://github.com/hello-shf/data-structure.git 二.优先队列普通的队列是一种先进先出的数据结构,元素在队列…

基于PriorityQueue(优先队列)解决TOP-K问题

TOP-K问题是面试高频题目,即在海量数据中找出最大(或最小的前k个数据),隐含条件就是内存不够容纳所有数据,所以把数据一次性读入内存,排序,再取前k条结果是不现实的. 下面我们用简单的Java8代码去解决TOP-K问题.为了使主要的逻辑更加清晰,去掉了一些如参数合法性检查等非关键代码. PriorityQueue(优先队列)是JDK1.5开始提供的,主要作者包括大名鼎鼎的纽约大学教授Doug Lea,他也是Java JUC包的鼻祖哦. PriorityQueue相当于一个堆(默认为小根堆,如果…

堆的源码与应用：堆排序、优先队列、TopK问题

1.堆堆(Heap))是一种重要的数据结构,是实现优先队列(Priority Queues)首选的数据结构.由于堆有很多种变体,包括二项式堆.斐波那契堆等,但是这里只考虑最常见的就是二叉堆(以下简称堆). 堆是一棵满足一定性质的二叉树,具体的讲堆具有如下性质:父节点的键值总是不大于它的孩子节点的键值(小顶堆), 堆可以分为小顶堆和大顶堆,这里以小顶堆为例,其主要包含的操作有: insert() extractMin peek(findMin) delete(i) 由于堆是一棵形态规则的二叉树,…

机器学习——详解KD-Tree原理

本文始发于个人公众号:TechFlow,原创不易,求个关注今天是机器学习的第15篇文章,之前的文章当中讲了Kmeans的相关优化,还讲了大名鼎鼎的EM算法.有些小伙伴表示喜欢看这些硬核的,于是今天上点硬菜,我们来看一个机器学习领域经常用到的数据结构--KD-Tree. 从线段树到KD树在讲KD树之前,我们先来了解一下线段树的概念.线段树在机器学习领域当中不太常见,作为高性能维护的数据结构,经常出现在各种算法比赛当中.线段树的本质是一棵维护一段区间的平衡二叉树. 比如下图就是一个经典的线段树:…

[151225] Python3 实现最大堆、堆排序，解决TopK问题

参考资料: 1.算法导论,第6章,堆排序堆排序学习笔记及堆排序算法的python实现 - 51CTO博客堆排序 Heap Sort - cnblogs 小根堆实现优先队列:Python实现 -cnblogs 大(小)根堆:是完全二叉树,也是大(小)根树. 大小根堆的差异,主要表现在比较函数的差异上. 大根堆的操作: 插入(nlog(n)): 概述:把新元素val作为新节点,沿着新节点到根节点的路径,执行一趟冒泡排序. 即:将新元素与父节点的元素进行比较交换,直到父节点不小于子节点为止. 删…

Java解决TopK问题（使用集合和直接实现）

在处理大量数据的时候,有时候往往需要找出Top前几的数据,这时候如果直接对数据进行排序,在处理海量数据的时候往往就是不可行的了,而且在排序最好的时间复杂度为nlogn,当n远大于需要获取到的数据的时候,时间复杂度就显得过高. 使用最小堆或者最大堆可以很好地解决Top大问题或者Top小问题. Top大问题解决思路:使用一个固定大小的最小堆,当堆满后,每次添加数据的时候与堆顶元素比较,若小于堆顶元素,则舍弃,若大于堆顶元素,则删除堆顶元素,添加新增元素,对堆进行重新排序. Top小问题解决思路:使用…

多线程处理N维度topk问题demo--[c++]

问题 -对多维度特征进行topk排序,使用c++ 优先队列模拟最大堆. /* ---------------------------------- Version : ?? File Name : dm2.py Description : Author : xijun1 Email : Date : 2018/12/7 ----------------------------------- Change Activity : 2018/12/7 -------------------------…

【ZZ】堆和堆的应用：堆排序和优先队列

堆和堆的应用:堆排序和优先队列 https://mp.weixin.qq.com/s/dM8IHEN95IvzQaUKH5zVXw 堆和堆的应用:堆排序和优先队列 2018-02-27 算法与数据结构来源: Spground spground.github.io/2017/07/07/堆和堆的应用:堆排序和优先队列/ 1.堆堆(Heap))是一种重要的数据结构,是实现优先队列(Priority Queues)首选的数据结构.由于堆有很多种变体,包括二项式堆.斐波那契堆等,但是这里只考虑最常见…

优先队列PriorityQueue实现大小根堆解决top k 问题

转载:https://www.cnblogs.com/lifegoesonitself/p/3391741.html PriorityQueue是从JDK1.5开始提供的新的数据结构接口,它是一种基于优先级堆的极大优先级队列.优先级队列是不同于先进先出队列的另一种队列.每次从队列中取出的是具有最高优先权的元素.如果不提供Comparator的话,优先队列中元素默认按自然顺序排列,也就是数字默认是小的在队列头,字符串则按字典序排列(参阅 Comparable),也可以根据 Comparator 来…

优先队列实现大小根堆解决top k 问题

摘于:http://my.oschina.net/leejun2005/blog/135085 目录:[ - ] 1.认识 PriorityQueue 2.应用:求 Top K 大/小的元素 3.PriorityQueue 在 hadoop 中的应用: 4.REF: 1.认识 PriorityQueue PriorityQueue是从JDK1.5开始提供的新的数据结构接口,它是一种基于优先级堆的极大优先级队列.优先级队列是不同于先进先出队列的另一种队列.每次从队列中取出的是具有最高优先权…

一题多解（五） —— topK（数组中第 k 大/小的数）

根据对称性,第 k 大和第 k 小,在实现上,是一致的,我们就以第 k 小为例,进行说明: 法 1 直接排序(sort(A, A+N)),当使用一般时间复杂度的排序算法时,其时间复杂度为 O(N2) 法 2 先将 k 个元素读入一个数组并将其排序,sort(A, A+k),则这些元素的最大值在第 k 个位置上.我们一个一个处理剩余的元素,当一个元素开始被处理时,它先于数组中第 k 个元素比较, 如果该元素大,不做任何处理,遍历下一个元素: 如果该元素小,则将该元素插入在前面合适的位置: 代码逻辑…

【1】TOPK最小的K个数（多种方法比较）

(头条) 最小的第K个数也是和这题topK一样的思路 1.全排序时间复杂度O(nlogn) 2.Partiton思想时间复杂度O(n) (因为不需要像快排一样对所有的分段都两两Partition) 基于数组的第k个数字来调整,使得比第k个数字小的所有数字都位于数组的左边,比第k个数字大的所有数字都位于数组的右边.调整之后,位于数组左边的k个数字就是最小的k个数字(这k个数字不一定是排序的).O(N) 3.最大堆时间复杂度O(nlogk) Java堆用优先队列PriorityQueue实…

如何解决TOP-K问题

前言:最近在开发一个功能:动态展示的订单数量排名前10的城市,这是一个典型的Top-k问题,其中k=10,也就是说找到一个集合中的前10名.实际生活中Top-K的问题非常广泛,比如:微博热搜的前100名.抖音直播的小时榜前50名.百度热搜的前10条.博客园点赞最多的blog前10名,等等如何解决这类问题呢?初步的想法是将这个数据集合排序,然后直接取前K个返回.这样解法可以,但是会存在一个问题:排序了很多不需要去排序的数据,时间复杂度过高.假设有数据100万,对这个集合进行排序需要很长的时间,即便…

一文详解面试常考的TopK问题

首发公众号:bigsai ,转载请附上本文链接前言 hello,大家好,我是bigsai哥哥,好久不见,甚是想念哇! 今天给大家分享一个TOPK问题,不过我这里不考虑特别大分布式的解决方案,普通的一道算法题. 首先搞清楚,什么是topK问题? topK问题,就是找出序列中前k大(或小)的数,topK问题和第K大(或小)的解题思路其实大致一致的. TopK问题是一个非常经典的问题,在笔试和面试中出现的频率都非常非常高(从不说假话).下面,从小小白的出发点,认为topK是求前K大的问题,一起认识下…

[数据结构]——堆（Heap）、堆排序和TopK

堆(heap),是一种特殊的数据结构.之所以特殊,因为堆的形象化是一个棵完全二叉树,并且满足任意节点始终不大于(或者不小于)左右子节点(有别于二叉搜索树Binary Search Tree).其中,前者称为小顶堆(最小堆,堆顶为最小值),后者为大顶堆(最大堆,堆顶为最大值).然而更加特殊的是,通常使用数组去存储堆,而不是二叉树.关于完全二叉树,可以参见另一篇博文http://www.cnblogs.com/eudiwffe/p/6207196.html // Heap is a sepcial…

堆排序与优先队列——算法导论(7)

1. 预备知识 (1) 基本概念如图,(二叉)堆是一个数组,它可以被看成一个近似的完全二叉树.树中的每一个结点对应数组中的一个元素.除了最底层外,该树是完全充满的,而且从左向右填充.堆的数组A包括两个属性:A.length给出了数组的长度:A.heap-size表示有多少个堆元素保存在该数组中(因为A中可能只有部分位置存放的是堆的有效元素). 由于堆的这种特殊的结构,我们可以很容易根据一个结点的下标i计算出它的父节点.左孩子.右孩子的下标.计算公式如下: parent(i) =…

数据结构：优先队列基于list实现（python版）

#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- #Author: Minion-Xu #list实现优先队列 class ListPriQueueValueError(ValueError): pass class List_Pri_Queue(object): def __init__(self, elems = []): self._elems = list(elems) #从大到小排序,末尾值最小,但优先级最高,方便弹出且效率为O(1) self.…

python优先队列,队列和栈

打印列表的疑问 class Node: def __str__(self): return "haha" print([Node(),Node()]) print(Node()) 输出为 [<__main__.Node object at 0x000000000311A208>, <__main__.Node object at 0x000000000311A358>] haha 打印列表调用的不是每个元素str吗?看来不是,那调用的是什么. 一个简单的实例在…

数据结构作业——Sanji（优先队列）

山治的婚约 Description 我们知道,山治原来是地下有名的杀人家族文斯莫克家族的三子,目前山治的弟弟已经出现,叫做四治,大哥二哥就叫汪(One)治跟突(Two)治好了(跟本剧情无关) .山治知道自己跟夏洛特家族有婚约之时,决定参加大妈的茶会,跟父亲做个了断.然而夏洛特公主早已看穿了一切,她给山治出了个难题,如果山治能够解决难题,夏洛特公主就帮助山治解除婚约.公主安排了 N 只拿着蛋糕的猴子,排成一列,每只猴子都有自己的初始位置 Pi 和行动量 Di,山治从前往后夺取猴子的蛋糕,因为光谱踢…

Java优先队列

按照Java api的说法: java.util.PriorityQueue.PriorityQueue() Creates a PriorityQueue with the default initial capacity (11) that orders its elements according to their natural ordering. 优先队列PriorityQueue的默认排序方式为其中元素的自然顺序.下面利用这一特点,把它当成个小顶堆来求出数组中的前k大元素 packa…

优先队列实现Huffman编码

首先把所有的字符加入到优先队列,然后每次弹出两个结点,用这两个结点作为左右孩子,构造一个子树,子树的跟结点的权值为左右孩子的权值的和,然后将子树插入到优先队列,重复这个步骤,直到优先队列中只有一个结点为止,这个结点就是最终哈夫曼树的根结点. 在定义指针类型的优先队列priority_queue<node*>的时候,需要注意,指针类型默认在比较的时候是直接比较指针的值,也就是地址的大小,要实现比较权值,有两种方法. 一.另外定义一个结构体PNode,结构体中只有一个成员变量: node* p;然…

“玲珑杯”ACM比赛 Round #7 B -- Capture（并查集+优先队列）

题意:初始时有个首都1,有n个操作 +V表示有一个新的城市连接到了V号城市 -V表示V号城市断开了连接,同时V的子城市也会断开连接每次输出在每次操作后到首都1距离最远的城市编号,多个距离相同输出编号最小的城市输入数据保证正确,每次添加与删除的城市一定是与首都相连的题解:每次都只需要知道最远且编号最小的城市,所以直接使用优先队列存储如果是+V就使用并查集(不能路径压缩)添加上然后加入优先队列,接着直接弹出首元素就是结果如果是-V则把V指向0,接着弹出优先队列的第一个元素如果他与1相连就…

Dijkstra算法优先队列实现与Bellman_Ford队列实现的理解

/* Dijkstra算法用优先队列来实现,实现了每一条边最多遍历一次. 要知道,我们从队列头部找到的都是到已经"建好树"的最短距离以及该节点编号, 并由该节点去更新树根到其他点(被更新的节点可以在队列中 ,也可以是非队列中的节点)的距离 . ////如果v节点的到更新,则直接放入队列中(pair<d[v], v>)不会重复放入到队列中如果某个节点从队列中出来的时候,如果cur.first != dist[cur.second] 就是 cur.second这个节点一…

数据结构作业——ギリギリ eye（贪心+优先队列/贪心+并查集）

ギリギリ eye Description A.D.1999,由坠落地球的“谜之战舰”带来的 Over Technology,揭示了人类历史和远古文明之间的丝丝联系, 促使人类终止彼此间的战争,一方面面对强大的异星人势力 ,用“文化的力量”寻找生存之道,一方面向着银河系进行移民而寻求新天地.西历 2067 年,银河系边境行星的中心.失去自我而狂暴化的“Bajura”症候群扩大化.眼见事态严重,星间复合企业体为控制症状,以少女们的“战术音乐组合 walküre”与共同作战的“Valkyrie 部队”…