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  • 1 # 使用者1357756191460

    好好回答一下吧。首先對於1億的資料量,要求不高的話,大可只使用一個最小堆來維護前10萬個最大的數。不妨設數的總數為N,需要選出的數為M,那麼這種方法帶來的時間複雜度為:這個方法最大的缺點是沒有平行計算。如果比1億資料量再大,比如到100億這個量級,那麼就需要使用平行計算了,下面我詳細說一下我的思路。1) 首先將這些資料隨機分成K堆,不妨假設正好平均分配,時間複雜度為。2) 使用K個任務並行的選出每一堆的前M大的數,這一步的時間複雜度為,此時生成了K組長度為M的有序序列。3) 使用多路歸併排序選出這K組序列的前M大的數,這一步的時間複雜度為因此假設第2步並行完成,那麼總體的時間複雜度就是。至此演算法得到了常數級別的最佳化。但是還沒完,注意到2)中每個序列都選了前M大的數,這個是可以繼續改進的。我們可以想象一種場景:2個桶裡總共有10個球,球是隨機分佈的,規定一種操作可以從這2個桶裡拿至多L個球,這時我們怎麼確定這個L使得我們能夠以一個我們能接受的機率拿到所有的球?顯然當L=10的時候,我們當然可以100%的拿到這全部球,但是開銷太大了。由於球是隨機分佈的,可以知道10個球全部落入落入一個盒子裡的機率非常的小,是。因此我們可以先把這種請噹噹成一箇中彩票的事件,先不管他,直接把L設成9。既然我們犧牲了一部分可靠性降低了開銷,那麼為什麼不能把L設的在低一點?究竟應該設多低?這其實是另外的一個問題了,我認為為了解決這個問題不應該從L入手,而是我們設定一個最低能接受的可靠性機率P,找到最小的L滿足我們要求的P即可。因此我們可以使用如上方法最佳化2)。設我們要求的最低可靠性為P, 最佳化函式為2) 使用K個任務並行的選出每一堆的前大的數,這一步的時間複雜度為, 此時生成了K組長度為的有序序列。我可以給出一個數, 可以看出這個函式的威力。所以用這種方法,可以在實際中獲得很多倍的速度提升。但是必須解決的問題是可靠性問題,但這個問題其實很好辦,只需要驗證一下在3)時有沒有把一個序列用盡,如果用盡了並且最後一個數不是這個序列裡的最後一個數,那麼說明這個序列的第個數也可能出現在最壞的結果。那麼最簡單的做法就是再從這個序列中補上一部分資料,使得最後的答案時正確的。所以這時我們得到了一個以P為成功率的演算法,這個演算法可能比未最佳化前快好多倍,但是有(1-P)的中獎機率。欣慰的是我們可以判斷中沒中獎,再不濟就是拋棄這次的結果再跑一次未最佳化前的演算法唄。

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