面试题:2G内存找出20亿个整数中出现次数最多的数

2024-04-27 07:20

本文主要是介绍面试题:2G内存找出20亿个整数中出现次数最多的数,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

空间限制:2G内存找出20亿个整数中出现次数最多的数

我们假设整数是32位,也就是4B大小的int类型

极端情况:
  • 每个数都一样,该整数统计只需要8B大小的空间
  • 每个数都不一样,此时占用空间最大20亿 * 8B 接近 16GB

需要解决这个问题,我们可以先了解一个算法:

哈希分流:

哈希分流指的是通过哈希算法将数据或请求分散到多个处理单元上,以实现负载均衡高效率处理的技术。在不同的应用场景下,哈希分流有不同的具体实现方式和目的,但核心思想相同,即使用哈希算法对输入数据(如IP地址、用户ID等)进行计算,根据计算结果将数据分配到对应的服务器或处理单元。这样可以有效地分散请求或数据,避免某单一点过载,同时提高系统的可扩展性和稳定性。

哈希分流的应用场景包括但不限于:

  1. 负载均衡:在网络服务器负载均衡中,哈希分流可以将用户请求分散到多个服务器,根据用户的某些标识(如IP地址)来决定请求应由哪个服务器处理,从而均匀分配负载。
  2. 数据分片:在数据库管理或大数据处理中,哈希分流可以将数据分片存储在不同的服务器或节点上,提高数据处理的效率和响应速度。
  3. 缓存分配:在分布式缓存系统中,通过哈希算法将数据分散存储在多个缓存节点上,可以减少单个节点的压力,提高缓存系统的命中率和性能。

1. 拆分:

我们无法再2G内存中装入所有的数字所以考虑拆分,将20亿个数字拆成不同的份,分流到不同等份中。而我们采取哈希分流的原因就如上述所说。而2G内存最多能统计多少数呢,2^31 / 2 ^ 3 = 2 ^ 28个数,然后2^32 / 2 ^ 28 = 16,所以需要拆分成16份。

2. 统计:

  • 从一个存储20亿个整数的大文件依次读取数据通过哈希分流道16个小文件中
  • 依次使用2GB内存中统计小文件中的整数出现次数,找出最大值
  • 综合16个小文件中找出的最大值进行比较找出全局最大值

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