从 n = 10^8 个 int(约 400MB,内存装不下全部)的数据流里找出最大的 K = 100 个数,数据只能流式读取。说说你的方案、时间复杂度和空间复杂度,并解释:为什么这里要用最小堆而不是最大堆?
面试官在考什么
判断候选人是否理解「Top-K 用最小堆」背后的淘汰逻辑,以及是否分得清 heapify 建堆与逐个插入。
回答框架 · 前两步
- 方案:维护一个大小为 K 的最小堆,堆顶是当前已选出的 Top-K 中的最小值。数据流逐个元素过来,若大于堆顶就替换堆顶并下沉,否则直接丢弃。
- 复杂度:时间 O(n log K),空间 O(K)。n=10^8、K=100 时 log K 约等于 7,单元素摊到的成本很低。
还有 3 条答案要点、 3 层追问、 4 个常见坑, 以及针对你简历的追问路径,在定制报告里。
延伸阅读
想看这个方向的整体准备路线? 进入「数据结构与算法」方向页
同一能力域的其他题
- 有个排行榜模块:N=10^6 个用户按分数从高到低存在一个容器里,读取非常频繁(每秒约 10^5 次「取第 k 名」和「取某用户的排名」),写入很少(每秒约 10 次插入/删除,插入位置随机分布在容器中部)。同事建议用双向链表,理由是插入删除 O(1);你倾向用哪一种?请从内存布局、常数开销和这两类操作的实际耗时量级给出判断依据。
- 内存里要维护 50 万条按时间排序的订单快照,需要支持三种操作:① 按下标随机读取(约 5000 QPS,要拿到第 k 早的订单);② 在任意位置插入新订单(约 200 次/秒,插入位置在 [0, 50万] 上近似均匀分布);③ 按订单号删除(约 200 次/秒,位置同样近似均匀分布)。你会选动态数组还是双向链表?请给出量化判断依据:涉及哪些开销、量级差多少。如果业务要求三种操作都不能慢,你会怎么改造这个结构?
- 某服务在内存里维护一份“最近 N 条记录”的有序表(N=100 万,单条记录 64B),线上埋点统计的操作占比是:尾部追加 90%,按序号随机读取 9%,在中间指定位置插入或删除 1%。现有实现是动态数组,中间插入需要 memmove 平均约 50 万条记录(约 32MB)。有同学提议整体换成双向链表,理由是“链表插入删除是 O(1)”。作为技术负责人,你怎么做这个决策?请给出你的判断依据、你要补测的数据,以及最终方案。
- 在一个长度为 100 万的整型序列上,需要执行 10 万次操作。其中 90% 是在序列头部插入一个元素,10% 是按索引随机读取一个元素。你会选择数组还是单链表?请分别估算两种选择下这 10 万次操作的相对代价(不需要精确时间,说明量级即可)。如果把比例改成 90% 随机读取、10% 头部插入,你的选择会变吗?为什么?
- 给你一个长度 n=10^7 的整数数组和一个固定窗口大小 k=1000,要求输出每个窗口内的最大值,总时间必须是 O(n)。你会用什么结构?请具体说明:队列里存元素值还是下标、什么时候从队尾弹出、队首元素什么时候失效、以及为什么这套操作合起来是 O(n) 而不是 O(nk)。
- 一个下单服务每秒产生约 8 万条事件,由一个后台线程批量拉取(每 50ms 一次)后写下游消息队列。缓冲放在进程内存里,消费者偶发卡顿 2~3 秒。请给出你选的有界队列实现和容量参数:为什么不用无界的 LinkedBlockingQueue?容量大概设多少、内存占多少?消费者卡顿 3 秒导致队列满时,你的策略是阻塞生产者、丢弃、还是落盘?如果改成单生产者单消费者的无锁环形缓冲区,生产者和消费者各需要维护什么状态,怎么判断'空'和'满'?