TopK问题

最新推荐文章于 2025-12-05 23:25:47 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-05 23:25:47 发布 · 268 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#数据结构

文章提供了一个C语言程序，通过最小堆数据结构解决TopK问题，即从大量数据中找出最大的前K个数。程序首先建立一个小顶堆，然后逐个与剩余元素比较，如果新元素大于堆顶元素，则进行交换并调整堆。

TopK问题

Test.c
Heap.h
Heap.c

Test.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Heap1.h"

void TestTopK()
{
	int n = 100000;
	int* a = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
	srand(time(0));
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		a[i] = rand() % 100000;  //使得a[i]的所有值都小于100000
	}
	a[5] = 100000 + 1;
	a[15] = 100000 + 2;
	a[25] = 100000 + 3;
	a[35] = 100000 + 4;
	a[9999] = 100000 + 5;
	a[0] = 100000 + 6;
	a[999] = 100000 + 7;
	a[75] = 100000 + 8;
	a[85] = 100000 + 9;
	a[95] = 100000 + 10;

	TopK(a, n, 10);
}

int main()
{
	TestTopK();
	return 0;
}

Heap.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

void AdjustDown(int* a, int n, int parent);
void TopK(int* a, int n, int k);

Heap.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include "Heap1.h"

void Swap(int* a, int* b)
{
	int tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}

//向下调整
void AdjustDown(int* a, int n, int parent)
{
	assert(a);
	int child = parent * 2 + 1;
	while (child < n)
	{
		if (child + 1 < n && a[child + 1] < a[child])
		{
			child++;
		}
		if (a[child] < a[parent])
		{
			Swap(&a[child], &a[parent]);
			parent = child;
			child = parent * 2 + 1;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}

//从很大一组数中选出最大的前K个数；例如从十亿个数中选出最大的前100个数
void TopK(int* a, int n, int k)
{
	assert(a);
	//1、用数组a的前k个数建小堆
	int* kMinHeap = (int*)malloc(sizeof(int) * k);
	assert(kMinHeap);
	for (int i = 0; i < k; i++)
	{
		kMinHeap[i] = a[i];
	}
	for (int i = (k - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
	{
		AdjustDown(kMinHeap, k, i);
	}

	//2、将数组a中剩余的n-k个数，逐个和堆顶的数据进行比较。如果大于堆顶的数据，则交换。
	for (int i = k; i < n; i++)
	{
		if (a[i] > kMinHeap[0])
		{
			Swap(&a[i], &kMinHeap[0]);
			AdjustDown(kMinHeap, k, 0);
		}
	}
	for (int i = 0; i < k; i++)
	{
		printf("%d ", kMinHeap[i]);
	}
	printf("\n");

}