数据结构：Top-K问题详解

一.Top-K问题

#include<stdio.h>
//先自主创建n个数据
void CreateNDate()
{
	// 造数据
	int n = 100000;
	srand(time(0));//表示随时间初始化随机生成数的种子
	const char* file = "data.txt";///创建一个文件
	FILE* fin = fopen(file, "w");//“只写”写入创建的数据

	if (fin == NULL)
	{
		perror("fopen error");
		return;
	}
	for (int i = 0; i < n; ++i)
	{
		int x = (rand() + i) % 1000000;//生成n个100000以内的数据
		fprintf(fin, "%d\n", x);//写入文件
	}
	fclose(fin);//关闭文件
}
void topk()
{
	printf("请输⼊k：>");
	int k = 0;
	scanf("%d", &k);
	const char* file = "data.txt";
	FILE* fout = fopen(file, "r");//只读条件下从文件内读取数据

	if (fout == NULL)
    {
		perror("fopen error");
		return;
	}
	int val = 0;
	int* minheap = (int*)malloc(sizeof(int) * k);

	if (minheap == NULL)
	{
		perror("malloc error");
		return;
	}

	for (int i = 0; i < k; i++)
	{
		fscanf(fout, "%d", &minheap[i]);//先在动态申请的数组里暂时插入k个数据
	}

	// 建k个数据的⼩堆
	for (int i = (k - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
	{
		AdjustDown(minheap, k, i);//向下调整算法，
	}

	int x = 0;
	while (fscanf(fout, "%d", &x) != EOF)
	{
		// 读取剩余数据，⽐堆顶的值⼤，就替换他进堆
		if (x > minheap[0])
		{
			minheap[0] = x;
			AdjustDown(minheap, k, 0);
		}
	}

	for (int i = 0; i < k; i++)
	{
		printf("%d ", minheap[i]);
	}
	fclose(fout);
}

//向下调整算法（具体函数内部结构参数可以参考我上一篇文章，即二叉树的数组结构）
void AdjustDown(HP* hp, int parent, int n)//n是向下调整的下界范围
{
	int child = parent * 2 + 1;//公式
	while (child < n)
	{
		//建小根堆
		if (child + 1 < n && hp->arr[child + 1] < hp->arr[child])//child+1的目的是确保两个孩子结点都是有意义的结点
		{
			child++;
		}
		if (hp->arr[parent] > hp->arr[child])
		{
			swap(&hp->arr[parent], &hp->arr[child]);
			parent = child;
			child = parent * 2 + 1;
		}
		else
		{
			//我最小的孩子都比父节点大，那么这个堆就是正常堆了，直接退出
			break;
		}
	}
}