返回首页 一步一步写算法

挑选最大的n个数

从一堆数据中挑选n个最大的数,这个问题是网上流传的比较广的几个问题之一。具体来说,它的意思就是:假设我们有100个数据,我们需要挑选出最大的n个数据(n < 100),那么有没有办法实现这样一个目标呢?在这里,我想从排序的角度看看有没有什么办法可以实现这样一个目标。

在前面的博客当中,我们实现的排序算法有下面几种:

(1) [冒泡排序][1]、[插入排序][1]、[希尔排序][1]

(2) [快速排序][2]

(3) [合并排序][3]

(4) [堆排序][4]

(5)[ 选择排序][5]

(6) [基数排序][6]

那么是不是这8种算法都适合今天的题目呢?我简单的对它们进行了分析和归类:

a)不到最后无法求出最大数据的算法,([插入算法][1],[合并算法][3],[基数排序][6])

这些算法的特点就是可以保证局部的数据基本有序,但是无法保证全局的数据有序。在全部数据得到正确地排序之前,没有人知道最大的数据是什么。所以针对这个题目而言,要想知道最大的n个数,那就等于要对所有的数据全部排序一遍。

b)每次求出一个最大的数据,依次类推,直到所有的数据都已经排序。([冒泡排序][1]、[希尔排序][1]、[选择排序][5]、[堆排序][4])

这些算法的特点就是,排序的时候,所有的数据都是按照从大到小排列出来的。按照冒泡排序来说,首先我们选出最大的数据,然后是第二大的数据,依次类推,直到第n大的数据找到为止。堆排序也是这样,我们在构建堆之后,也是每次从堆顶获得一个数据,不断调整堆,再接着获得第二大、第三大......第n大的数据的。我们以冒泡排序为例,看看这一次的算法应该怎么写?

void find_n_max_number(int array[], int length, int number)
{
    int inner ;
    int outer;
    int median;

    if(NULL == array || 0 == length)
        return;

    if(number > length)
        return;

    for(outer = length -1; outer > (length - 1 - number); outer --){
        for(inner = 0; inner < outer; inner ++){
            if(array[inner] > array[inner +1]){
                median = array[inner];
                array[inner]  = array[inner + 1];
                array[inner + 1]= median;
            }
        }
    }
}

c)迭代搜索,首先对数据进行分类,小于于数组第一个数据的排在左边,大于的排在右边。如果右边的数据小于n,为m,那么在左边数组继续寻找剩下的(n-m)个数据;如果右边的数据大于n,那么在右边的数据继续寻找。([快速排序][2])
不知道上面的解释说明白了没,没有清楚的同学可以看一看下面这个代码。

int partion(int array[], int start, int end, int swap[])
{
    int loop;
    int left = 0;
    int right = end - start;
    int value = array[start];

    for(loop = start +1; loop <= end; loop++){
        if(array[loop] < value)
            swap[left ++] = array[loop];
        else
            swap[right --] = array[loop];
    }
    swap[left] = value;
    memmove(&array[start], swap, sizeof(int) * (end - start +1));
    return left + start;
}

void _quick_sort(int array[], int start, int end, int swap[], int number)
{
    int middle;

    if(start < end){
        middle = partion(array, start, end, swap);

        if((number - 1) > (end - middle))
            _quick_sort(array, start, middle -1, swap, number - (end - middle + 1));
        else
            _quick_sort(array, middle + 1, end, swap, number);
    }
}

void find_n_max_number(int array[], int length, int number)
{
    int* swap ;
    if(NULL == array || 0 == length)
        return;

    swap = (int*)malloc(sizeof(int) * length);
    _quick_sort(array, 0, length-1, swap, number);
    free(swap);
}

总结:

至于这些算法的结果怎么样,各位朋友们可以自己利用自己的电脑好好测试一下。

上一篇: 八皇后 下一篇: hash表