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原文: 一步一步写算法(之寻找丢失的数)
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假设我们有一个1亿个数据,其中数据的范围是0~1亿,也就是100M的数据。但是这个数组中丢了一些数据,比如说少了5啊,少了10啊,那么有什么办法可以把这些丢失的数据找回来呢?这个题目不难,但是它可以帮助我们拓展思路,不断提高算法的运行效率。
对于这个问题,我们一个最简单的思路就是对各个数据进行flag判断,然后依次输出数据。
void get_lost_number(int data[], int length) { int index; assert(NULL != data && 0 != length); unsigned char* pFlag = (unsigned char*)malloc(length * sizeof(unsigned char)); memset(pFlag, 0, length * sizeof(unsigned char)); for(index = 0; index < length; index ++){ if(0 == pFlag[data[index]]) pFlag[data[index]] = 1; } for(index = 0; index < length; index++){ if(0 == pFlag[index]) printf("%d\n", index); } free(pFlag); return; }可能朋友也看到了,上面的代码需要分配和原来数据一样length的空间。其实我们可以用bit进行访问标志的设定,所以我们申请的空间还可以减少。
void get_lost_number(int data[], int length) { int index; assert(NULL != data && 0 != length); unsigned char* pFlag = (unsigned char*)malloc((length + 7) >> 3); memset(pFlag, 0, length * sizeof(unsigned char)); for(index = 0; index < length; index ++){ if(0 == (pFlag[data[index] >> 3] & (1 << (data[index] % 8)))) pFlag[data[index] >> 3] |= 1 << (data[index] % 8); } for(index = 0; index < length; index++){ if(0 == (pFlag[data[index] >> 3] & (1 << (data[index] % 8)))) printf("%d\n", index); } free(pFlag); return; }上面的代码已经在空间上面有所减小,那么有什么办法并行运算这些数据呢?
void get_lost_number(int data[], int length) { int index; RANGE range[4] = {0}; assert(NULL != data && 0 != length); unsigned char* pFlag = (unsigned char*)malloc((length + 7) >> 3); memset(pFlag, 0, length * sizeof(unsigned char)); range[0].start = 0, range[0].end = length >> 2; range[1].start = length >> 2 , range[1].end = length >> 1; range[2].start = length >> 1 , range[2].end = length >> 2 * 3; range[3].start = length >> 2 * 3, range[3].end = length; #pragma omp parallel for for(index = 0; index < 4; index ++){ _get_lost_number(data, range[index].start, range[index].end, pFlag); } for(index = 0; index < length; index++){ if(0 == (pFlag[data[index] >> 3] & (1 << (data[index] % 8)))) printf("%d\n", index); } free(pFlag); return; }为了多核的并行计算,我们添加了子函数_get_lost,我们进一步补充完整。
typedef struct _RANGE { int start; int end; }RANGE; void _get_lost_number(int data[], int start, int end, unsigned char pFlag[]) { int index; for(index = start; index < end; index++){ if(0 == (pFlag[data[index] >> 3] & (1 << (data[index] % 8)))) pFlag[data[index] >> 3] |= 1 << (data[index] % 8); } }
(1)代码的优化是可以不断进行得,但是不见得适用于所有的场景
(2)目前的cpu已经开始从2核->4核->8核转变,朋友们在可能的情况下尽量多掌握一些多核编程的知识。
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