数据库到内存算法的性能提升常常可以达到10^5以上;因此,本算法可以达到非常高的性能。
算法特点
优点:结构稳定,不受积分分布影响;每次查询或更新的复杂度为积分最大值的O(log(n))级别,且与用户规模无关,可以应对海量规模;不依赖于SQL,容易改造为NoSQL或内存数据结构。
缺点:算法相对更复杂。
算法4:积分排名数组
算法3虽然性能较高,达到了积分变化的O(log(n))的复杂度,但是实现上比较复杂。另外,O(log(n))的复杂度只在n特别大的时候才显出它的优势,而实际应用中积分的变化情况往往不会太大,这时和O(n)的算法相比往往没有明显的优势,甚至可能更慢。
考虑到这一情况,仔细观察一下积分变化对排名的具体影响,可以发现某用户的积分从s变为s+n,积分小于s或者大于等于s+n的其他用户排名实际上并不会受到影响,只有积分在[s,s+n)区间内的用户排名会下降1位。我们可以用于一个大小为1,000,000的数组表示积分和排名的对应关系,其中rank[s]表示积分s所对应的排名。初始化时,rank数组可以由user_score表在O(n)的复杂度内计算而来。用户排名的查询和更新基于这个数组来进行。查询积分s所对应的排名直接返回rank[s]即可,复杂度为O(1);当用户积分从s变为s+n,只需要把rank[s]到rank[s+n-1]这n个元素的值增加1即可,复杂度为O(n)。
算法特点
优点:积分排名数组比区间树更简单,易于实现;排名查询复杂度为O(1);排名更新复杂度O(n),在积分变化不大的情况下非常高效。
缺点:当n比较大时,需要更新大量元素,效率不如算法3。
总结
上面介绍了用户积分排名的几种算法,算法1简单易于理解和实现,适用于小规模和低并发应用;算法3引入了更复杂的树形分区结构,但是O(log(n))的复杂度性能优越,可以应用于海量规模和高并发;算法4采用简单的排名数组,易于实现,在积分变化不大的情况下性能不亚于算法3。本问题是一个开放性的问题,相信一定还有其他优秀的算法和解决方案,欢迎探讨!