TopN演算法與排行榜

在系統中，我們經常會遇到這樣的需求：將大量（比如幾十萬、甚至上百萬）的物件進行排序，然後只需要取出最top的前n名作為排行榜的資料，這即是乙個topn演算法。常見的解決方案有三種：

（1）直接使用list的sort方法進行處理。

（2）使用排序二叉樹進行排序，然後取出前n名。

（3）使用最大堆排序，然後取出前n名。

第一種方案的效能是最差的，後兩種方案效能會好一些，但是還是不能滿足我們的需求。最主要的原因在於使用二叉樹和最大堆排序時，都是對所有的物件進行排序，而不是將代價花費在我們需要的少數的topn上。為此，我自己實現了topnorderedcontainer來解決這個問題。

思路是這樣的，使用乙個長度為n的陣列，來存放最top的n個物件，越top的物件其在陣列中的index就越小。這樣，每次加入乙個物件時，就與index最大的那個物件比較，如果比其更top，則交換兩個物件的位置。如果被交換的物件是陣列中的最後乙個物件（index最大），則該物件會被拋棄。如此，可以保證容器中始終保持的都是最top的n個物件。

接下來我們看具體的實現。

如果乙個物件要參與topn排行榜，則其必須實現iordered介面，表明其可以被top排序。

//////

iordered 參與排行榜排序的物件必須實現的介面。

///

///參與排行榜排序的物件的型別

public

inte***ce

iordered

torderedobj

之所以使用泛型引數torderedobj，是為了避免派生類在實現istopthan方法時，需要將引數other進行向下轉換。

接下來是topnorderedcontainer實現的原始碼：

//////

topnorderedcontainer 用於始終保持排行榜前n名的object。該實現是執行緒安全的。

///zhuweisky 2009.05.23

///

///被排名的物件的標誌型別

///被排名的物件型別

public

class

topnorderedcontainer

tobj

where

tobj : iordered

tobj

set}

#endregion

#region

ctor

public

topnorderedcontainer()

public

topnorderedcontainer(

int_topnumber)

#endregion

#region

initialize

public

void

initialize()

this

.orderedarray

=new

tobj[

this

.topnumber];

} #endregion

#region

add list

public

void

add(ilist

tobj

list)

using

(this

.smartrwlocker.lock(accessmode.write))}}

#endregion

#region

addpublic

void

add(tobj obj)

} #endregion

#region

gettopn

public

tobj gettopn()

} #endregion

#region

private

#region

doadd

private

void

doadd(tobj obj)if(

this

.validobjcount

this

.topnumber)if(

this

.orderedarray[

this

.topnumber -1

].istopthan(obj))

this

.orderedarray[

this

.topnumber -1

] =obj;

this

.adjust(

this

.topnumber -1

);}#endregion

#region

adjust

//////

adjust 調整posindex處的物件到合適的位置。

///與相鄰前乙個物件比較，如果當前物件更加top，則與前乙個物件交換位置。

///

private

void

adjust(

intposindex)

else}}

#endregion

#endregion}

原始碼面前毫無秘密。

但是有幾點我還是需要說明一下：

（2）為何不將topn排序直接實現為乙個靜態方法，如：

public

static

tobj gettopn

tobj

(ilist

tobj

list)

where

tobj : iordered

tobj

如果要是這樣實現，那我們就沒有辦法繼續動態的add新的tobj物件進來，如果要達到這樣的目的，就只有構造新的list，再次呼叫static gettopn方法，如此會重複做一些工作。

最後，我們來測試一下topnorderedcontainer與list.sort方法的效能比較，測試的物件數目為500000個，取出top20。測試**如下：

public

class

userdata : iordered

userdata

set}

#endregion

#region

score

private

intscore;

public

intscore

set}

#endregion

public

userdata(

string

_userid,

int_score)

#region

iordered成員

public

bool

istopthan(userdata other)

public

override

string

tostring()

#endregion}

private

void

button4_click(

object

sender, eventargs e)

list

userdata

list2

=new

list

userdata

();for

(inti =

0; i

500000

; i++

)stopwatch stopwatch

=new

stopwatch();

stopwatch.start();

list.sort(

this

);stopwatch.stop();

long

ms1

=stopwatch.elapsedmilliseconds;

stopwatch.reset();

stopwatch.start();

topnorderedcontainer

userdata

container

=new

topnorderedcontainer

userdata

>(20

);container.initialize();

container.add(list2);

userdata res

=container.gettopn();

stopwatch.stop();

long

ms2

=stopwatch.elapsedmilliseconds;

}

#region

icomparer成員

public

intcompare(userdata x, userdata y)

#endregion

測試的結果顯示，使用list.sort方法需要1287ms，而topnorderedcontainer只花了78ms。

TopN演算法與排行榜

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排行榜演算法

mysql製作排行榜 mysql實現排行榜

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