节点PHP二叉堆是什么

php是什么  时间:2021-02-28  阅读:()

PHP二叉堆是什么

堆可以视为一棵完全的二叉树,完全二叉树的一个“优秀”的性质是,除了最底层之外,每一层都是满的,这使得堆可以利用数组来表示,每一个结点对应数组中的一个元素.大家知道PHP二叉堆是什么吗?下面就跟随小编一起来看看吧!

在以往工作或者面试的时候常会碰到一个问题如何实现海量TopN就是在一个非常大的结果集里面快速找到最大的前10或前100个数 同时要保证内存和速度的效率我们可能第一个想法就是利用排序然后截取前10或前100而排序对于量不是特别大的时候没有任何问题但只要量特别大是根本不可能完成这个任务的 比如在一个数组或者文本文件里有几亿个数这样是根本无法全部读入内存的所以利用排序解决这个问题并不是最好的所以我们这里就用php去实现一个小顶堆来解决这个问题.

二叉堆

二叉堆是一种特殊的堆二叉堆是完全二叉树或者是近似完全二叉树二叉堆有两种最大堆和最小堆最大堆父结点的键值总是大于或等于任何一个子节点的键值;最小堆父结点的键值总是小于或等于任何一个子节点的键

小顶堆-(图片来自网络)

二叉堆一般用数组来表示(看上图)例如根节点在数组中的位置是0第n个位置的子节点分别在2n+1和2n+2因此第0个位置的子节点在1和2 1的子节点在3和4以此类推这种存储方式便于寻找父节点和子节点。

具体概念问题这里就不在多说了如果对二叉堆有疑问的可以在好好了解下这个数据结构下面我们就针对上述topN问题来用php代码实现并解决为了看出区别这里先用排序的方式去实现下看下效果如何。

利用快速排序算法来实现TopN

//为 了 测试运行 内存调大一点ini_set('memory_limit','2024M');//实现一个快速排序函数function quick_sort(array$array){ $length=count($array); $left_array= array(); $right_array= array();if($length = 1){ return $array; } $key = $array[0];for($i=1;$i$length;$i++){ $key){ $right_arr ay[] =$array[$i]; }else{ $left_array[] =$array[$i]; } } $left_array=quick_sort($left_array);$ri ght_array=quick_sort($right_array);return array_merge($right_array,array($key),$left_array); }//构造500w不重复数for($i=0;$i5000000;$i++){ $numArr[] =

$i; }//打乱它们shuffle($numArr);//现在我们从里面找到top 10最 大 的 数var_dump(time());print_r(array_slic e(qui ck_sort($all),0,10));var_dump(time());

运行之后结果

可以看到上面打印出了top10的结果并输出了下运行时间大概99s左右但这只是500w个数且全部能装入内存的情况如果我们有一个文件里面有5 kw或5亿个数肯定就会有些问题了.

利用二叉堆算法来实现TopN

实现流程是

1、先读取10个或100个数到数组里面这就是我们的topN数.

2、调用生成小顶堆函数把这个数组生成一个小顶堆结构这个时候堆顶一定是最小的.

3、从文件或者数组依次遍历剩余的所有数.

4、每遍历出来一个则跟堆顶的元素进行大小比较如果小于堆顶元素则抛弃如果大于堆顶元素则替换之.

5、跟堆顶元素替换完毕之后在调用生成小顶堆函数继续生成小顶堆 因为需要再找出来一个最小的.

6、重复以上4~5步骤这样当全部遍历完毕之后我

们这个小顶堆里面的就是最大的topN因为我们的小顶堆永远都是排除最小的留下最大的而且这个调整小顶堆速度也很快只是相对调整下只要保证根节点小于左右节点就可以.

7、算法复杂度的话按top10最坏的情况下就是每遍历一个数如果跟堆顶进行替换需要调整10次的情况也要比排序速度快而且也不是把所有的内容全部读入内存可以理解成就是一次线性遍历.

//生成小顶堆函数function Heap(&$arr,$idx){ $left=($idx 1)+1 ;$right=($idx 1)+2; if(!$arr[$left]){ return; }if($arr[$right] && $arr[$ri ght] $arr[$left]){ $l =$right; }else{ $l= $left; } if ($arr[$idx] $arr[$l]){ $tmp=$arr[$i dx]; $arr[$i dx] = $arr[$l]; $arr[$l] = $tmp;Heap($arr,$l); }}//这里为了保证跟上面一致也构造500w不重复数/*当然这个数据集并不一定全放在内存也可以在文件里面 因为我们并不是全部加载到内存去进行排序

*/for($i=0;$i5000000;$i++){ toparr="array_slice($numArr,0,10);//获取最后一个有子节点的索引位置//因为在构造小顶堆的时候是从最后一个有左或右节点的位置//开始从下往上不断的进行移动构造(具体可看上面的图去理解)$idx-="i="$idx;$i"=0;$i--){Heap($topArr,$i);}var_dump(time());//这里可以看到就是开始遍历剩下的

所有元素for($i = count($topArr); $i count($numArr);$i++){ //每遍历一个则跟堆顶元素进行比较大小 if($numArr[$i] $topArr[0]){ //如果大于堆顶元素则替换$topArr[0] = $numArr[$i]; /*重新调用生成小顶堆函数进行维护只不过这次是从堆顶的索引位置开始自上往下进行维护 因为我们只是把堆顶的元素给替换掉了而其余的还是按照根节点小于左右节点的顺序摆放这也就是我们上面说的 只是相对调整下 并 不是全部调整一遍 */Heap($topArr,0); }}var_dump(time());

运行之后结果

可以看到最终的结果也是top10只不过时间只用了1s左右而且无论是内存还是时间效率都满足我们的要求而且跟排序比最好的一点就是不用把所有的数据集都读如到内存里面来 因为我们不需要排序而上面是为了演示所以直接在内存构造了500w元素然而我们可以把这个全部转移到文件里面去然后一行一行读取进行比较 因为我们这个数据结构的核心点就是线性遍历跟内存里面很小的小顶堆结构进行比较最终得到TopN.

Boomer.Host(年付3.5美)休斯敦便宜VPS

Boomer.Host是一家比较新的国外主机商,虽然LEB自述 we’re now more than 2 year old,商家提供虚拟主机和VPS,其中VPS主机基于OpenVZ架构,数据中心为美国得克萨斯州休斯敦。目前,商家在LET发了两款特别促销套餐,年付最低3.5美元起,特别提醒:低价低配,且必须年付,请务必自行斟酌确定需求再入手。下面列出几款促销套餐的配置信息。CPU:1core内存:...

DiyVM:香港VPS五折月付50元起,2核/2G内存/50G硬盘/2M带宽/CN2线路

diyvm怎么样?diyvm这是一家低调国人VPS主机商,成立于2009年,提供的产品包括VPS主机和独立服务器租用等,数据中心包括香港沙田、美国洛杉矶、日本大阪等,VPS主机基于XEN架构,均为国内直连线路,主机支持异地备份与自定义镜像,可提供内网IP。最近,DiyVM商家对香港机房VPS提供5折优惠码,最低2GB内存起优惠后仅需50元/月。点击进入:diyvm官方网站地址DiyVM香港机房CN...

搬瓦工(季付46.7美元)新增荷兰(联通线路)VPS,2.5-10Gbps

搬瓦工最近新增了荷兰机房中国联通(AS9929、AS4837)线路的VPS产品,选项为NL - China Unicom Amsterdam(ENUL_9),与日本软银和洛杉矶(DC06)CN2 GIA配置一致可以互换,属于高端系列,2.5Gbps-10Gbps大带宽,最低季付46.7美元起。搬瓦工VPS隶属于老牌IT7公司旗下,主要提供基于KVM架构VPS主机,数据中心包括美国洛杉矶、凤凰城、纽...

php是什么为你推荐
文件夹删不掉为什么文件夹删除不了安装程序配置服务器失败安装用友u8的数据库最后说:“安装程序配置服务器失败。参考服务器错误日志和 C:WINDOWSsqlstp.log 了解更多信息。”赵雨润情人节“我们约会吧”电影DVD_我们约会吧高清DVD下载_qvod快播??淘宝收费淘宝都什么服务是收费的?雅虎社区有什么网站的论坛内容丰富 资讯较新 适合年轻人的?显卡温度多少正常显卡温度多少正常办公协同软件oa办公系统软件有哪些中小企业信息化什么是企业信息化,应该这样实施腾讯文章怎么在手机腾讯网发文章雅虎天盾雅虎天盾、瑞星杀毒软件、瑞星防火墙、卡卡上网安全助手能同时使用吗?
虚拟主机购买 域名注册信息查询 安徽双线服务器租用 美国便宜货网站 xfce 中国智能物流骨干网 炎黄盛世 服务器监测 购买国外空间 免费邮件服务器 php服务器 阿里云手机官网 xuni 云服务是什么意思 apnic 标准机柜 pptpvpn 卡巴下载 tracert cc攻击 更多