队列中的前n个元素

Question

我使用两个堆栈实现了一个队列，我想找到队列中的前N％元素。

例如：
队列按此顺序获取元素{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20}

前10％的元素意味着10％的20 = 2

因此答案应为19和20

我能想到两种方式

1. 对队列进行排序，确定项目数（X）为N％，然后抓住前X个元素。
2. Selection algorithm。 （我刚刚遇到了这个算法，它基于quicksort的想法。所以我可能需要将整个Queue复制到一个数组然后应用算法）

有没有更好的方法来解决这个问题？

Answer 1

队列不是最佳的数据结构，因为您不应该访问其中的元素（大多数队列实现甚至不提供访问操作符），因此您不应对其进行排序。因此，如果由于某些其他要求而不需要队列，我建议您使用普通数组。

排序是一个非常耗时的过程。当您读取/插入队列元素时，您可以计算它们的总和。根据已知总和，元素数量和所需百分比，您可以计算阈值。然后，您需要遍历元素（如果使用队列，您可以逐个提取它们）并显示大于计算阈值的那些元素。

Answer 2

您可以使用其他数据结构来保持元素的排序。例如，您可以使用skip list，有序tiered vector或某些二叉搜索树。

在大多数编程语言中都有一个内置的RB树，但是你将无法使用它。您需要在每个节点中添加有关其左右子树权重的信息。

Answer 3

您可以将二进制搜索树/“有序集”与队列结合使用。

向队列（队列的后面）添加元素时，同时将其添加到集合中。 从队列的（前面）删除元素时，同时将其从集合中删除。

为了找到队列中前N％的元素，您可以从顶部元素循环遍历该集合，直到下一个元素不符合前N％条件。这是因为该集合维护了队列中元素的有序列表。

此外，由于您的原始队列结构仍然存在，您仍然可以保留队列中元素的相对顺序。