9.10扩展性与存储限制(二)——给定一个输入文件,包含40亿个非负整数。产生一个不在该文件中的整数。内存限制:1GB
来源:互联网 发布:手机版商城源码 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 21:04
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* 功能:给定一个输入文件,包含40亿个非负整数。产生一个不在该文件中的整数。内存限制:1GB
* 进阶:内存限制10MB。
* 功能:给定一个输入文件,包含40亿个非负整数。产生一个不在该文件中的整数。内存限制:1GB
* 进阶:内存限制10MB。
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/** * 思路: * * 1)创建包含40个亿个比特的位向量。 * 位向量(BV,bit vector)其实就是数组,利用整数(或另一种数据类型)数组紧凑地储存布尔值。每个整数可存储一串32比特或布尔值。 * 2)将BV的所有元素初始化为0. * 3)扫描文件中的所有数字(num),并调用BV.set(num,1)。 * 4)接着,再次从索引0开始扫描BV。 * 5)返回第一个值为0的索引。 * * * 值的确定: * 1)2^32——>40亿个不同的整数,一个整数4个字节。 * 2)2^30字节——>1GB——>2^33bit——>80亿比特位。每一位映射一个不同的整数,可以存储之多80亿个不同的整数。 */long numberOfInts=((long)Integer.MAX_VALUE)+1;byte[] bitfield=new byte[(int) (numberOfInts/8)];public void findOpenNumber() throws FileNotFoundException{Scanner in=new Scanner(new FileReader("f:\\file.txt"));while(in.hasNext()){int n=in.nextInt();/* * 使用OR操作符设置一个字节的第n位,找出bitfield中相对应的数字。 * (例如,10(十进制)将对应于字节数组中索引2的第2位) */bitfield[n/8]=(byte) (1<<(n%8));}for(int i=0;i<bitfield.length;i++){for(int j=0;j<8;j++){/* * 取回每个字节的各个比特。当发现某个比特为0时,即找到相对应的值。 */if((bitfield[i]&(1<<j))==0){System.out.println(i*8+j);return;}}}}
进阶:10MB
/** * 思路:对数据集进行两次扫描,就可以找出不在文件中的整数。可以将全部整数划分为同等大小的区块。 * 第一次扫描数组:确定每个数组的元素个数。 * 第二次扫描位向量:确定该范围内少的数字。 * * bitSize::第一次扫描时每个块范围的大小。 * blockNum:第一次扫描时块的个数。 * * 值的确定: * 1)10MB——>2^23Byte。一个整数4个字节,因此,最多包含2^21个元素的数组。 * 2)bitSize=(2^32/blockNum)<=2^21,所以,blockNum>=2^11。 * 2^11<=bitSize<=2^26。 * 在这些条件下,挑选出越靠中间的值,那么,在任何时候所诉的内存就越少。 */int bitSize=1048576;int blockNum=4096;byte[] bitfield2=new byte[bitSize/8];int[] blocks=new int[blockNum];public void findOpenNumber2() throws FileNotFoundException{Scanner in=new Scanner(new FileReader("f:\\file.txt"));int starting=-1;while(in.hasNext()){int n=in.nextInt();blocks[n/bitfield2.length*8]++;}for(int i=0;i<blocks.length;i++){/* * 若小于,则说明该块中至少少了一个数字 */if(blocks[i]<bitfield2.length*8){starting=i*bitfield2.length*8;break;}}in =new Scanner(new FileReader("f:\\file.txt"));while(in.hasNext()){int n=in.nextInt();if(n>=starting&&n<starting+bitfield2.length*8){bitfield2[(n-starting)/8]=(byte) (1<<((n-starting)%8));}}for(int i=0;i<bitfield2.length;i++){for(int j=0;j<8;j++){/* * 取回每个字节的各个比特。当发现某个比特为0时,即找到相对应的值。 */if((bitfield2[i]&(1<<j))==0){System.out.println(i*8+j+starting);return;}}}}
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- 9.10扩展性与存储限制(二)——给定一个输入文件,包含40亿个非负整数。产生一个不在该文件中的整数。内存限制:1GB
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