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TopN算法

   在系统中,我们经常会遇到这样的需求:将大量(比如几十万、甚至上百万)的对象进行排序,然后只需要取出最Top的前N名作为排行榜的数据,这即是一个TopN算法。常见的解决方案有三种:

(1)直接使用List的Sort方法进行处理。

(2)使用排序二叉树进行排序,然后取出前N名。

(3)使用最大堆排序,然后取出前N名。

      第一种方案的性能是最差的,后两种方案性能会好一些,但是还是不能满足我们的需求。最主要的原因在于使用二叉树和最大堆排序时,都是对所有的对象进行排序,而不是将代价花费在我们需要的少数的TopN上。为此,我自己实现了TopNOrderedContainer来解决这个问题。

      思路是这样的,使用一个长度为N的数组,来存放最Top的N个对象,越Top的对象其在数组中的Index就越小。这样,每次加入一个对象时,就与Index最大的那个对象比较,如果比其更Top,则交换两个对象的位置。如果被交换的对象是数组中的最后一个对象(Index最大),则该对象会被抛弃。如此,可以保证容器中始终保持的都是最Top的N个对象。

      接下来我们看具体的实现。

      如果一个对象要参与TopN排行榜,则其必须实现IOrdered接口,表明其可以被Top排序。

/// <summary>

    /// IOrdered 参与排行榜排序的对象必须实现的接口。

    /// </summary>

    /// <typeparam name="TOrderedObj">参与排行榜排序的对象的类型</typeparam>

    public interface IOrdered<TOrderedObj>

    {

        bool IsTopThan(TOrderedObj other);

    }

   之所以使用泛型参数 TOrderedObj,是为了避免派生类在实现IsTopThan方法时,需要将参数other进行向下转换。

      接下来是TopNOrderedContainer实现的源码:

/// <summary>

    /// TopNOrderedContainer 用于始终保持排行榜前N名的Object。该实现是线程安全的。

    /// zhuweisky 2009.05.23

    /// </summary>

    /// <typeparam name="TID">被排名的对象的标志类型</typeparam>

    /// <typeparam name="TObj">被排名的对象类型</typeparam>

    public class TopNOrderedContainer<TObj
;