经典的大数据问题
随着信息的高速发展,越来越多的数据信息等待处理,如何快速的从这些海量数据中找到你所需要的数据呢?这就是大数据的处理问题,下面我对几个经典的大数据问题进行分析~~~~
一. 设计算法找到每日访问百度出现次数最多的IP地址?
分析:将所有的IP逐个写入到一个大文件中,因为当IP地址采用点分十进制的方式表示的时候是32位的,所以最多存在2^32个IP。可以采用映射的方式,比如模1000,将这个较大的文件映射为1000个小文件,再将每个小文件加载到内存中找到每个小文件中出现频率最大的IP(可以使用hash_map的思想进行频率统计);然后在这1000个最大的IP中找出那个出现频率最大的IP,就是出现次数最多的IP了。
算法思想如下:(分而治之+hash)
1).IP地址最多有2^32=4G个,所以不能直接将所有的IP地址加载到内存中
2).可以考虑采用”分而治之”的思想,就是将IP地址Hash(IP)%1024值,将海量IP分别存储到1024个小文件中,这样每个小文件最多包含(2^32)/(2^10)=4M个IP地址
3).对于每一个小文件,可以构建一个IP值为key,出现次数为vaue的hash_map,通过value的比较找到每个文件中出现次数最多的那个IP地址
4).经过上述步骤已经得到1024个出现次数最多的IP地址,再选择一定的排序算法找出这1024个IP中出现次数最多的那个IP地址
二.给两个文件,分别有100亿个整数,我们只有1G内存,如何找到两个文件的交集?
分析:我们知道对于整形数据来说,不管是有符号的还是无符号的,总共有2^32=4G个数据(100亿个数据中肯定存在重复的数据),我们可以采用位图的方式来解决,假如我们用一个位来代表一个整形数据,那仫4G个数共占512M内存。我们的做法是将第一个文件里的数据映射到位图中,再拿第二个文件中的数据和第一个文件中的数据做对比,有相同的数据就是存在交集(重复的数据,交集中只会出现一次).
三.假定一个文件有100亿个整形数据,1G内存,如何找到出现次数不超过两次的数字?
分析:要解决这个问题同样需要用到位图的思想,在问题二中已经了解到采用位图的一个位可以判断数据是否存在,那仫找到出现次数不超过两次的数字使用一个位是无法解决的,在这里可以考虑采用两个位的位图来解决.
根据上述分析我们可以借助两个位,来表示数字的存在状态和存在次数,比如:00表示不存在,01表示存在一次,10表示存在两次,11表示存在超过两次;类似问题二的计算过程:如果一个数字占一位,需要512M内存即可,但是如果一个数字占两位,则需要(2^32)/(2^2)=2^30=1G内存;将所有数据映射到位图中查找不是11的所对应的数字就解决上述问题了。
题目扩展:其他条件不变,假如只给定512M内存该如何找到出现次数不超过两次的数字?
分析:将数据分批处理,假若给定的是有符号数,则先解决正数,再解决负数,此时512M正好解决上述问题.
四.给两个文件,分别有100亿个query,我们只有1G内存,如何找到两文件交集?分别给出精确算法和近似算法!
分析:看到字符串首先应该反应过来的就是布隆过滤器,而问题四的近似算法就是采用布隆过滤器的方法,之所以说布隆过滤器是近似的算法,因为它存在一定 的误判(不存在是肯定的,存在是不肯定的);而要想精确判断字符串文件的交集,我们可以采用分而治之的方法:将大文件切分为一个一个的小文件,将一个又一个的小文件拿到内存中做对比,找到对应的交集。
1.布隆过滤器的近似解决办法:
根据不同的字符串哈希算法,可以计算出不同的key值,然后进行映射,此时可以映射到不同的位置,只有当这几个位全部为1的时候这个字符串才有可能存在(因为当字符串过多的时候可能映射出相同的位),只有一个位为0,那仫该串一定是不存在的,所以说布隆过滤器是一种近似的解决办法。将第一个文件映射到布隆过滤器中,然后拿第二个文件中的每个串进行对比(计算出特定串的key,通过不同的哈希算法映射出不同的位,如果全为1则认为该串是两个文件的交集;如果有一位为0那仫该串一定不是交集).
既然叫做切分,顾名思义就是将大文件切分为小文件,那仫如何切分?切分的依据是什仫呢?如果我们在切分的时候可以将相似或者相同的文件切分到同一个文件中那仫是不是就加快了查找交集的速度呢?答案是肯定的。
知道了哈希切分的依据我们应该如何处理呢?我们可以根据字符串的某个哈希算法得到该字符串的key,然后将key模要分割的文件数(假设为1000个文件,文件编号为0~999),我们将结果相同的字符串放到同一个文件中(两个文件中的字符串通过相同的哈希算法就会被分到下标相同的文件中),此时我们只需要将下标相同的文件进行比对就可以了。。。
哈希切分明显比布隆过滤器的方法效率要高,时间复杂度为O(N).
具有删除功能的BloomFilter:
在上面实现的布隆过滤器中引用了不同的哈希算法,有想研究哈希算法的的童鞋可参考各种字符串Hash函数>>>
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
持证人简介:贺渲雯 ,CDA 数据分析师一级持证人,互联网行业数据分析师 今天我将为大家带来一个关于用户私域用户质量数据分析 ...
2025-04-18一、CDA持证人介绍 在数字化浪潮席卷商业领域的当下,数据分析已成为企业发展的关键驱动力。为助力大家深入了解数据分析在电商行 ...
2025-04-17CDA持证人简介:居瑜 ,CDA一级持证人,国企财务经理,13年财务管理运营经验,在数据分析实践方面积累了丰富的行业经验。 一、 ...
2025-04-16持证人简介: CDA持证人刘凌峰,CDA L1持证人,微软认证讲师(MCT)金山办公最有价值专家(KVP),工信部高级项目管理师,拥有 ...
2025-04-15持证人简介:CDA持证人黄葛英,ICF国际教练联盟认证教练,前字节跳动销售主管,拥有丰富的行业经验。在实际生活中,我们可能会 ...
2025-04-14在 Python 编程学习与实践中,Anaconda 是一款极为重要的工具。它作为一个开源的 Python 发行版本,集成了众多常用的科学计算库 ...
2025-04-14随着大数据时代的深入发展,数据运营成为企业不可或缺的岗位之一。这个职位的核心是通过收集、整理和分析数据,帮助企业做出科 ...
2025-04-11持证人简介:CDA持证人黄葛英,ICF国际教练联盟认证教练,前字节跳动销售主管,拥有丰富的行业经验。 本次分享我将以教培行业为 ...
2025-04-11近日《2025中国城市长租市场发展蓝皮书》(下称《蓝皮书》)正式发布。《蓝皮书》指出,当前我国城市住房正经历从“增量扩张”向 ...
2025-04-10在数字化时代的浪潮中,数据已经成为企业决策和运营的核心。每一位客户,每一次交易,都承载着丰富的信息和价值。 如何在海量客 ...
2025-04-09数据是数字化的基础。随着工业4.0的推进,企业生产运作过程中的在线数据变得更加丰富;而互联网、新零售等C端应用的丰富多彩,产 ...
2025-04-094月7日,美国关税政策对全球金融市场的冲击仍在肆虐,周一亚市早盘,美股股指、原油期货、加密货币、贵金属等资产齐齐重挫,市场 ...
2025-04-08背景 3月26日,科技圈迎来一则重磅消息,苹果公司宣布向浙江大学捐赠 3000 万元人民币,用于支持编程教育。 这一举措并非偶然, ...
2025-04-07在当今数据驱动的时代,数据分析能力备受青睐,数据分析能力频繁出现在岗位需求的描述中,不分岗位的任职要求中,会特意标出“熟 ...
2025-04-03在当今数字化时代,数据分析师的重要性与日俱增。但许多人在踏上这条职业道路时,往往充满疑惑: 如何成为一名数据分析师?成为 ...
2025-04-02最近我发现一个绝招,用DeepSeek AI处理Excel数据简直太爽了!处理速度嘎嘎快! 平常一整天的表格处理工作,现在只要三步就能搞 ...
2025-04-01你是否被统计学复杂的理论和晦涩的公式劝退过?别担心,“山有木兮:统计学极简入门(Python)” 将为你一一化解这些难题。课程 ...
2025-03-31在电商、零售、甚至内容付费业务中,你真的了解你的客户吗? 有些客户下了一两次单就消失了,有些人每个月都回购,有些人曾经是 ...
2025-03-31在数字化浪潮中,数据驱动决策已成为企业发展的核心竞争力,数据分析人才的需求持续飙升。世界经济论坛发布的《未来就业报告》, ...
2025-03-28你有没有遇到过这样的情况?流量进来了,转化率却不高,辛辛苦苦拉来的用户,最后大部分都悄无声息地离开了,这时候漏斗分析就非 ...
2025-03-27