在结构数组中找到5个最大值的最快方法

Question

我有一个名为structs的{​​{1}}数组。

struct Test testArray[25]包含名为Test struct的成员。

根据成员int size，获取另一个Test structs数组的最快方法是什么？没有修改原始数组。

注意：数组中的项目数量可能要大得多，只是使用它进行测试，值可能是动态的。只是想要一个较慢的子集进行测试。

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我正在考虑制作原始size的副本，然后对该数组进行排序。然后返回一个testArray数组，其中不包含前5或后5（取决于asc或desc）。

OR

迭代Test structs寻找最大的5，然后制作原始数组的副本，不包括最大的5。这种方式似乎会比最大的5个数组迭代数组太多次已被发现。

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跟进问题：

以下是我现在正在做的事情，让我知道你的想法？

考虑到我感兴趣的最大元素的数量将保持不变，我正在迭代数组并获取最大元素并将其交换到数组的前面。然后我跳过第一个元素，然后寻找最大的元素并将其交换到第二个索引......等等。直到我有前5个最大。然后我停止排序，只是将第六个索引复制到一个新数组。

这样，无论如何，我只遍历数组5次。而且我不必整理整个事情。

Answer 1

具有线性时间Partial Sorting的

selection algorithm将在O（n）时间内执行此操作，其中排序将为O（nlogn）。

引用Partial Sorting页面：

上述线性时间选择算法可用于在最坏情况线性时间O（n）中找到k个最小或k个最大元素。要找到k个最小元素，请使用线性时间中位数中值选择算法找到第k个最小元素。之后，使用第k个最小元素作为pivot来对数组进行分区。 k个最小元素将是前k个元素。

你可以在O（n）中找到k个最大的项目，虽然制作数组的副本或指向每个元素的指针数组（更聪明）也会花费你一些时间，但你必须这样做。

如果您希望我对所涉及的算法做出完整的解释，请发表评论。

更新的 关于你的后续问题，这基本上建议在列表上重复五次......这将有效。但它在列表上迭代的次数超过了你需要的次数。在一次通过中找到k个最大元素（使用O（n）选择算法）要好得多。这样你可以迭代一次来制作你的新数组，再一次做选择（如果你使用中位数中位数，你就不需要第三次迭代去除五个最大的项目，因为你可以分开工作根据第五大项目的位置分成两部分，而不是迭代一次以制作新的数组，然后再进行五次。

Answer 2

如上所述，排序是O（nlogn +5）在O（5n + 5）中迭代。在一般情况下，使用排序算法找到m个最大数字是O（nlog + m），并且在迭代算法中找到O（mn + m）。哪种算法更好的问题取决于m和n的值。对于值为5的迭代，最好是2到5的数字I.e.但是就操作而言，排序比迭代更加密集，因此它会更快，直到更快。

你可以通过使用目前为止最大数字的排序srray和二进制搜索来做得更好，以维持给你O（nlogm）的顺序，但这又取决于n和m的值。

Answer 3

也许数组并不是您想要的最佳结构。特别是因为每次添加新值时都需要对其进行排序。也许链接列表更好，插入排序（最坏情况下为O（N），最佳情况下为O（1）），然后丢弃最后五个元素。此外，您必须考虑只需切换指针比重新分配整个数组快得多，只需获得另一个元素。

为什么不是AVL树？遍历时间为O（log2N），但您必须考虑重新平衡树的时间，以及编码时间是否值得。

Answer 4

使用min-heap数据结构并将堆大小设置为5，当堆的最小元素小于数组中的元素时，您可以遍历数组并插入到堆中。 getMin需要O(1)次，插入需要O(log(k))时间，其中k是堆的元素大小（在我们的例子中是5）。所以在最坏的情况下，我们有复杂度O(n*log(k))来找到最多5个元素。另一个O(n)将获取排除列表。