咨询关于快速排序取排名的问题

[yangyunzhao]

最近做游戏服服务端，新增一个排名的需求，需要显示经验值前100名玩家，同时也需要显示自己的排名。

我分析了一下，其实是三个问题：
1、排序：服务启动的时候，从mysql读入到内存，如何根据经验值快速排序。玩家规模在10万到100万之间。经验值是一个uint32类型数据。

2、插入：在经验值改变后，如果更新这个排序。

3、查找：根据玩家的经验值，找到自己的排名。

这三个问题，如果不考虑效率问题，我自己可以解决。
这里想请教一下，有没有最优或者近似最优的算法，用于解决我的问题，谢谢！！

[flyrack]

你可以做个缓冲 比如1万以上的多少人 2万以上的多少人 然后就可以取区间排序了

[mymtom]

经验值有个特点，通常只会增加

[yangyunzhao]

引用 1 楼 flyrack 的回复:

你可以做个缓冲 比如1万以上的多少人 2万以上的多少人 然后就可以取区间排序了

分区是个思路，但是不能线性分区，因为玩家很有可能大量聚集在某个区间段，所谓的二八定律。 前期，用户基本集中在低分段。后期，用户基本集中在高分段。

[JiangWenjie2014]

1) 现在有100万个数据需要排序，从大到小，如何得到前100个？ 堆排序（最小堆），堆的大小是100，100万个输入依次尝试进入堆。如果堆顶（最小值）的值小于当前的值，那么用当前的数据替换堆顶，然后调整堆（lg100），时间复杂度是NlgM，其中N是100万，N是100。 2) 如何显示自己的排名？ 假设同 1)，还是100万个数据，假如自己的经验值是99999，从数据库中找到经验值小于99999的玩家个数N，然后再从数据库中查找经验值是99999的玩家的个数M，那么自己的排名近似值就是(N+M/2) 。 3) 经验值改变后如何更新排名？ 假设经验值只增不减，那么如果用户A经验值变了，那么把他的经验值再次尝试进入堆就可以了。如果经验值会减的话，堆排序就不灵了。

[yangyunzhao]

引用 4 楼 JiangWenjie2014 的回复:

1) 现在有100万个数据需要排序，从大到小，如何得到前100个？ 堆排序（最小堆），堆的大小是100，100万个输入依次尝试进入堆。如果堆顶（最小值）的值小于当前的值，那么用当前的数据替换堆顶，然后调整堆（lg100），时间复杂度是NlgM，其中N是100万，N是100。 2) 如何显示自己的排名？ 假设同 1)，还是100万个数据，假如自己的经验值是99999，从数据库中找到经验值小于99999的玩家个数N，然后再从数据库中查找经验值是99999的玩家的个数M，那么自己的排名近似值就是(N+M/2) 。 3) 经验值改变后如何更新排名？ 假设经验值只增不减，那么如果用户A经验值变了，那么把他的经验值再次尝试进入堆就可以了。如果经验值会减的话，堆排序就不灵了。

第1和第3个问题，应该没有问题。 建立最小堆，应该就启动的时候建立一次即可，后期不需要处理。效率不存在问题。 插入的时候，基数很小，效率也不存在问题。 问题就在于2：在数据库中查询所有大于9999和所有等于9999的玩家，即使有索引，效率也不高吧？

[赵4老师]

名次超过1000的都显示1000名以外。

[yangyunzhao]

引用 6 楼 zhao4zhong1 的回复:

名次超过1000的都显示1000名以外。

我也想这样，但是策划说这样不行。 但是可以显示一个不太正确的数字（近似排名）

[JiangWenjie2014]

引用 5 楼 yangyunzhao 的回复:

[quote=引用 4 楼 JiangWenjie2014 的回复:] 1) 现在有100万个数据需要排序，从大到小，如何得到前100个？ 堆排序（最小堆），堆的大小是100，100万个输入依次尝试进入堆。如果堆顶（最小值）的值小于当前的值，那么用当前的数据替换堆顶，然后调整堆（lg100），时间复杂度是NlgM，其中N是100万，N是100。 2) 如何显示自己的排名？ 假设同 1)，还是100万个数据，假如自己的经验值是99999，从数据库中找到经验值小于99999的玩家个数N，然后再从数据库中查找经验值是99999的玩家的个数M，那么自己的排名近似值就是(N+M/2) 。 3) 经验值改变后如何更新排名？ 假设经验值只增不减，那么如果用户A经验值变了，那么把他的经验值再次尝试进入堆就可以了。如果经验值会减的话，堆排序就不灵了。

第1和第3个问题，应该没有问题。 建立最小堆，应该就启动的时候建立一次即可，后期不需要处理。效率不存在问题。 插入的时候，基数很小，效率也不存在问题。 问题就在于2：在数据库中查询所有大于9999和所有等于9999的玩家，即使有索引，效率也不高吧？[/quote] 我觉得游戏里面的排名不都是这样的吗：前9999名的玩家都可以查询自己的名字，如果一个玩家排名在10000之外的话，就会显示“您的排名9999+”（万名开外）。如果要实时高效查询的话，那准确性就没法保证了，比如分区，每个分区区间是1024，2^32/2^10 = 2^22 = 4MB，数组中每个元素只记录玩家的数量（4字节），总共8MB的内存空间。玩家查询排名的时候，可以再查一次数据库（比如当前经验值是88，那么查询经验值大于88且小于1024玩家个数，查询经验值等于88玩家个数），也可以不查数据库，算个平均值。然后这个排名每隔5分钟更新一次。

[yangyunzhao]

问题似乎没有那么复杂，如果不放数据库，而是在内存中计算的话。 利用堆排序（stl自带的make_heap、sort_heap），处理1千万条数据，大概需要1400毫秒左右。 组合使用lower_bound和upper_bound，千万人中查询，时间可以忽略（精确到毫秒时，为0）。 完全可以单独一个线程处理排序，N分钟刷新一次总榜。 前N名排行榜，则可以实时计算。