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.

VinaHost,越南vps,国内延时100MS;不限流量100Mbps

vinahost怎么样?vinahost是一家越南的主机商家,至今已经成13年了,企业运营,老牌商家,销售VPS、虚拟主机、域名、邮箱、独立服务器等,机房全部在越南,有Viettle和VNPT两个机房,其中VNPT机房中三网直连国内的机房,他家的产品优势就是100Mbps不限流量。目前,VinaHost商家发布了新的优惠,购买虚拟主机、邮箱、云服务器、VPS超过三个月都有赠送相应的时长,最高送半年...

hostio荷兰10Gbps带宽,10Gbps带宽,€5/月,最低配2G内存+2核+5T流量

成立于2006年的荷兰Access2.IT Group B.V.(可查:VAT: NL853006404B01,CoC: 58365400) 一直运作着主机周边的业务,当前正在对荷兰的高性能AMD平台的VPS进行5折优惠,所有VPS直接砍一半。自有AS208258,vps母鸡配置为Supermicro 1024US-TRT 1U,2*AMD Epyc 7452(64核128线程),16条32G D...

易探云330元/年,成都4核8G/200G硬盘/15M带宽,仅1888元/3年起

易探云服务器怎么样?易探云是国内一家云计算服务商家,致力香港云服务器、美国云服务器、国内外服务器租用及托管等互联网业务,目前主要地区为运作香港BGP、香港CN2、广东、北京、深圳等地区。目前,易探云推出的国内云服务器优惠活动,国内云服务器2核2G5M云服务器低至330元/年起;成都4核8G/200G硬盘/15M带宽,仅1888元/3年起!易探云便宜vps服务器配置推荐:易探云vps云主机,入门型云...

php是什么为你推荐
ov日本OV是什么意思?行业关键词怎么挖掘关键词呢,都有哪些方法windows优化大师怎么用Windows优化大师怎么用?网店推广网站可以介绍几个可以做店铺推广的网站吗?vbscript教程请教一下高手们,这个VBS脚本难不难啊,我想学学这个,但是又不知道该从哪入手,希望高手指点指点??神雕侠侣礼包大全神雕侠侣手游版四重大礼包怎么得到啊?lockdownd[求教]在淘宝买了张激活卡,请问怎么取消激活linux虚拟机怎么样在Linux下安装虚拟机网络虚拟机虚拟机网络怎么连接域名库求解:请将您的域名:别名(CNAME)主机解析到idc1.xiaodoutao.com
国外虚拟主机 域名解析文件 老左 idc评测 国外主机 hkbn westhost l5520 华为4核 godaddy域名证书 qingyun vip购优惠 服务器硬件防火墙 智能dns解析 注册阿里云邮箱 阵亡将士纪念日 杭州电信 杭州电信宽带 rewritecond 闪讯网 更多