1 亿个数据取出最大前 100 个有什么方法？

最新推荐文章于 2025-04-12 17:07:20 发布

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本文介绍了在Java中从1亿个数据中获取最大前100个元素的两种方法：排序取前100和使用快速选择算法。排序法简单但效率低，快速选择法效率高但代码复杂。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1 亿个数据取出最大前 100 个有什么方法？

大家好，这是一道经常在面试中被遇到的一个问题，我之前面试也是被问到过得，现在一起学习下，下次再被问到就可以轻松地用对。

在计算机科学和数据处理领域，我们经常会遇到需要从海量的数据中找出最大或最小的若干个元素的情况。本文将以 Java 为例，介绍几种从 1 亿个数据中取出最大前 100 个的方法。

方法一：排序后取前 100 个

最直观的方法是先将这 1 亿个数据排序，然后取排序后的前 100 个。在 Java 中，可以使用 Arrays 类的 sort 方法或者 PriorityQueue 类来实现。

示例：使用 Arrays.sort()

import java.util.Arrays;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = generateData(100000000);
        Arrays.sort(data);
        int[] top100 = new int[100];
        System.arraycopy(data, 0, top100, 0, 100);
        // 输出最大前 100 个数
        for (int num : top100) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
    public static int[] generateData(int size) {
        int[] data = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            data[i] = (int) (Math.random() * 100000000);
        }
        return data;
    }
}

示例：使用 PriorityQueue

import java.util.PriorityQueue;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = generateData(100000000);
        PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>(100000000, (a, b) -> b - a);
        for (int num : data) {
            pq.offer(num);
            if (pq.size() > 100) {
                pq.poll();
            }
        }
        int[] top100 = new int[100];
        while (!pq.isEmpty()) {
            top100[pq.size() - 1] = pq.poll();
        }
        // 输出最大前 100 个数
        for (int num : top100) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
    public static int[] generateData(int size) {
        int[] data = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            data[i] = (int) (Math.random() * 100000000);
        }
        return data;
    }
}

优缺点
• 优点：简单易懂，代码实现容易。
• 缺点：时间复杂度较高，对于大数据量来说，排序所需的时间可能会很长。

方法二：使用部分排序算法

部分排序算法（如快速选择算法）可以在不需要完全排序的情况下找到第 k 大的元素。我们可以使用这个算法来找出最大前 100 个元素。

示例：使用快速选择算法

import java.util.Random;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = generateData(100000000);
        int[] top100 = findTop100(data);
        // 输出最大前 100 个数
        for (int num : top100) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
    public static int[] findTop100(int[] data) {
        int[] result = new int[100];
        int left = 0;
        int right = data.length - 1;
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            int pivot = data[(left + right) / 2];
            int leftCount = 0;
            int rightCount = data.length - 1 - i;
            for (int num : data) {
                if (num > pivot) {
                    rightCount--;
                } else {
                    leftCount++;
                }
            }
            if (leftCount > rightCount) {
                right = (left + right) / 2;
            } else {
                left = (left + right) / 2 + 1;
            }
            result[i] = pivot;
        }
        return result;
    }
    public static int[] generateData(int size) {
        int[] data = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            data[i] = (int) (Math.random() * 100000000);
        }
        return data;
    }
}