TOP K算法问题

搜索引擎热门查询统计
题目描述：
搜搜引擎会通过日志文件把用户每次检索使用的所有检索串都记录下来，每个查询串的长度为1-255字节。假设目前有一千万个记录（这些查询串的重复度比较高，虽然总数是1千万，但如果除去重复后，不超过3百万个。一个查询串的重复度越高，说明查询它的用户越多，也就是越热门。），请你统计最热门的10个查询串，要求使用的内存不能超过1G。

解决方法：
第一步、 先对这批海量数据预处理，在O(N)的时间内用Hash表完成统计。
第二步、 借助最小堆这个数据结构，找出TOP K，时间复杂度为NlogK。

//题目描述：  //搜索引擎会通过日志文件把用户每次检索使用的所有检索串都记录下来，每个查询串的  //长度为1-255字节。假设目前有一千万个记录（这些查询串的重复度比较高，虽然总数是1千万，但如果  //除去重复后，不超过3百万个。一个查询串的重复度越高，说明查询它的用户越多，也就是越热门），  //请你统计最热门的10个查询串，要求使用的内存不能超过1G。  #include <iostream>  #include <string>  #include <assert.h>  using namespace std;  #define HASHLEN 2807303  #define WORDLEN 30  // 结点指针  typedef struct node_no_space *ptr_no_space;  typedef struct node_has_space *ptr_has_space;  ptr_no_space head[HASHLEN];  //哈希表struct node_no_space    //哈希表中每个结点的数据结构{      char *word;      int count;      ptr_no_space next;  };  struct node_has_space  //堆中每个结点的数据结构{      char word[WORDLEN];      int count;      ptr_has_space next;  //这个next没有用到};  // 最简单hash函数  int hash_function(char const *p)  {      int value = 0;      while (*p != '\0')      {          value = value * 31 + *p++;          if (value > HASHLEN)              value = value % HASHLEN;      }      return value;  }  // 添加单词到hash表  void append_word(char const *str)  {      int index = hash_function(str);      ptr_no_space p = head[index];      while (p != NULL)      {          if (strcmp(str, p->word) == 0)          {              (p->count)++;              return;          }          p = p->next;      }      // 新建一个结点      ptr_no_space q = new node_no_space;      q->count = 1;      q->word = new char [strlen(str)+1];      strcpy(q->word, str);      q->next = head[index];      head[index] = q;  }  // 将单词处理结果写入文件  void write_to_file()  {      FILE *fp = fopen("result.txt", "w");      assert(fp);      int i = 0;      while (i < HASHLEN)      {          for (ptr_no_space p = head[i]; p != NULL; p = p->next)              fprintf(fp, "%s  %d\n", p->word, p->count);          i++;      }      fclose(fp);  }  // 从上往下筛选，保持小根堆  void sift_down(node_has_space heap[], int i, int len)  {      int min_index = -1;      int left = 2 * i;      int right = 2 * i + 1;       //根据堆中struct node_has_space的结点中的count比较大小    if (left <= len && heap[left].count < heap[i].count)          min_index = left;      else          min_index = i;      if (right <= len && heap[right].count < heap[min_index].count)          min_index = right;      if (min_index != i)      {          // 交换结点元素（交换count和word）        swap(heap[i].count, heap[min_index].count);          char buffer[WORDLEN];          strcpy(buffer, heap[i].word);          strcpy(heap[i].word, heap[min_index].word);          strcpy(heap[min_index].word, buffer);          sift_down(heap, min_index, len);      }  }  // 建立小根堆  void build_min_heap(node_has_space heap[], int len)  {      if (heap == NULL)          return;      int index = len / 2;      for (int i = index; i >= 1; i--)          sift_down(heap, i, len);  }  // 去除字符串前后符号  void handle_symbol(char *str, int n)  {      while (str[n] < '0' || (str[n] > '9' && str[n] < 'A') || (str[n] > 'Z' && str[n] < 'a') || str[n] > 'z')      {          str[n] = '/0';          n--;      }      while (str[0] < '0' || (str[0] > '9' && str[0] < 'A') || (str[0] > 'Z' && str[0] < 'a') || str[0] > 'z')      {          int i = 0;          while (i < n)          {              str[i] = str[i+1];              i++;          }          str[i] = '/0';          n--;      }  }  int main()  {      char str[WORDLEN];      for (int i = 0; i < HASHLEN; i++)          head[i] = NULL;      // 将字符串用hash函数转换成一个整数并统计出现频率      FILE *fp_passage = fopen("string.txt", "r");      assert(fp_passage);      while (fscanf(fp_passage, "%s", str) != EOF)      {          int n = strlen(str) - 1;          if (n > 0)              handle_symbol(str, n);          append_word(str);      }      fclose(fp_passage);      // 将统计结果输入文件      write_to_file();      int n = 10;      ptr_has_space heap = new node_has_space [n+1];      int c;      FILE *fp_word = fopen("result.txt", "r");      assert(fp_word);      for (int j = 1; j <= n; j++)  //先把result.txt中前10个数据放入数组heap中    {          fscanf(fp_word, "%s %d", &str, &c);          heap[j].count = c;          strcpy(heap[j].word, str);      }      // 建立小根堆      build_min_heap(heap, n);      // 查找出现频率最大的10个单词      while (fscanf(fp_word, "%s %d", &str, &c) != EOF)      {          if (c > heap[1].count)          {              heap[1].count = c;              strcpy(heap[1].word, str);              sift_down(heap, 1, n);          }      }      fclose(fp_word);      // 输出出现频率最大的单词      for (int k = 1; k <= n; k++)          cout << heap[k].count << " " << heap[k].word << endl;      return 0;  }