[如何问对面试问题选出佳才]千里马常有，而伯乐不常有---没有问对问题，就不能选对真正人才！ 在与求职者面试沟通时，问对问题才能找对人。有的问题问出去基本上无效的，因为你的问题本身就暗示对方要回答是。例...+阅读

这个问题我前前后后考虑了有快一年了，也和不少人讨论过。据我得到的消息，Google和微软都面过这道题。这道题可能很多人都听说过，或者知道答案（所谓的堆），不过我想把我的答案写出来。我的分析也许存有漏洞，以交流为目的。但这是一个满复杂的问题，蛮有趣的。看完本文，也许会启发你一些没有想过的解决方案（我一直认为堆也许不是最高效的算法）。

在本文中，将会一直以寻找n个最大的数为分析例子，以便统一。注：本文写得会比较细节一些，以便于绝大多数人都能看懂，别嫌我罗嗦：） 我很不确定多少人有耐心看完本文！Naive 方法：首先，我们假设n和N都是内存可容纳的，也就是说N个数可以一次load到内存里存放在数组里（如果非要存在链表估计又是另一个challenging的问题了）。从最简单的情况开始，如果n=1，那么没有任何疑惑，必须要进行N-1次的比较才能得到最大的那个数，直接遍历N个数就可以了。

如果n=2呢？当然，可以直接遍历2遍N数组，第一遍得到最大数max1，但是在遍历第二遍求第二大数max2的时候，每次都要判断从N所取的元素的下标不等于max1的下标，这样会大大增加比较次数。对此有一个解决办法，可以以max1为分割点将N数组分成前后两部分，然后分别遍历这两部分得到两个最大数，然后二者取一得到max2。也可以遍历一遍就解决此问题，首先维护两个元素max1,max2(max1=max2)，取到N中的一个数以后，先和max1比，如果比max1大（则肯定比max2大），直接替换max1，否则再和max2比较确定是否替换max2。

采用类似的方法，对于n=2,3,4一样可以处理。这样的算法时间复杂度为O(nN)。当n越来越大的时候（不可能超过N/2，否则可以变成是找N-n个最小的数的对偶问题），这个算法的效率会越来越差。但是在n比较小的时候（具体多小不好说），这个算法由于简单，不存在递归调用等系统损耗，实际效率应该很不错.堆：当n较大的时候采用什么算法呢？首先我们分析上面的算法，当从N中取出一个新的数m的时候，它需要依次和max1,max2,max3max n比较，一直找到一个比m小的max x，就用m来替换max x，平均比较次数是n/2。

可不可以用更少的比较次数来实现替换呢？最直观的方法是，也就是网上文章比较推崇的堆。堆有这么一些好处：1.它是一个完全二叉树，树的深度是相同节点的二叉树中最少的，维护效率较高；2.它可以通过数组来实现，而且父节点p与左右子节l,r点的数组下标的关系是s[l] = 2*s[p]+1和s[r] = 2*s[p]+2。在计算机中2*s[p]这样的运算可以用一个左移1位操作来实现，十分高效。

再加上数组可以随机存取，效率也很高。3.堆的Extract操作，也就是将堆顶拿走并重新维护堆的时间复杂度是O(logn)，这里n是堆的大小。具体到我们的问题，如何具体实现呢？首先开辟一个大小为n的数组区A，从N中读入n个数填入到A中，然后将A维护成一个小顶堆（即堆顶A[0]中存放的是A中最小的数）。然后从N中取出下一个数，即第n+1个数m，将m与堆顶A[0]比较，如果m