队列中的前 n 个元素答案

【问题标题】：Top n elements in queue队列中的前 n 个元素
【发布时间】：2014-09-10 15:15:13
【问题描述】：

我已经使用两个堆栈实现了一个队列，我想找到队列中前 N% 的元素。

例如：
队列按此顺序取元素{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20}

前 10% 的元素意味着 20 的 10% = 2

因此答案应该是 19 和 20

我能想到的方法有两种

有没有更好的办法解决这个问题？

【问题讨论】：

“我已经使用两个堆栈实现了一个队列”您对纯功能解决方案感兴趣还是只是一个练习？
这只是一个练习。即使是在算法之间进行比较的想法也可以。我上面的两种方法是 O(nlogn) 和 O(n)。平均而言，两者似乎都相当快。但是，我想知道一种更好的方法，或者很简单，如果这是唯一的两种方法，以及我是否应该使用选择算法
您是否正在寻找总能在 O(1) 中提供 MAX 的 MAXQUEUE 的泛化？在这种情况下，对于给定的队列实例，N 是固定值吗？

【解决方案1】：

队列并不是最好的数据结构，因为您不应该访问其中的元素（大多数队列实现甚至不提供访问运算符），因此您不应该对其进行排序。所以，如果你因为一些其他的要求不需要队列，我建议你使用一个普通的数组。

排序是一个非常耗时的过程。当您读取/插入队列元素时，您可以计算它们的总和。根据已知的总和、元素的数量和所需的百分比，您可以计算一个阈值。然后，您需要遍历元素（如果使用队列，您可以一个一个地提取它们）并显示大于计算阈值的元素。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以使用其他保持元素有序的数据结构。例如，您可以使用skip list、有序tiered vector 或一些二叉搜索树。

在大多数编程语言中都有一个内置的 RB 树，但是很遗憾您将无法使用它。您需要在每个节点中添加有关其左右子树权重的信息。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以将二叉搜索树/“有序集”与您的队列结合使用。

将元素添加到队列（后面）时，您同时将其添加到集合中。当从队列（前面）中删除一个元素时，您同时将它从集合中删除。

为了找到队列中前 N% 的元素，您可以从顶部元素循环遍历集合，直到下一个元素不符合前 N% 条件。这是因为该集合在您的队列中维护一个有序的元素列表。

此外，由于您的原始队列结构仍然存在，您仍然可以保留队列中元素的相对顺序。

【讨论】：