我有一台有1mb内存的电脑,没有其他本地存储。我必须使用它通过TCP连接接受100万个8位十进制数字,对它们进行排序,然后通过另一个TCP连接发送排序的列表。
数字列表可能包含重复的,我不能丢弃。代码将放在ROM中,所以我不需要从1 MB中减去我的代码的大小。我已经有了驱动以太网端口和处理TCP/IP连接的代码,它需要2 KB的状态数据,包括1 KB的缓冲区,代码将通过它读取和写入数据。这个问题有解决办法吗?
问答来源:
slashdot.org
cleaton.net
我有一台有1mb内存的电脑,没有其他本地存储。我必须使用它通过TCP连接接受100万个8位十进制数字,对它们进行排序,然后通过另一个TCP连接发送排序的列表。
数字列表可能包含重复的,我不能丢弃。代码将放在ROM中,所以我不需要从1 MB中减去我的代码的大小。我已经有了驱动以太网端口和处理TCP/IP连接的代码,它需要2 KB的状态数据,包括1 KB的缓冲区,代码将通过它读取和写入数据。这个问题有解决办法吗?
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当前回答
Gilmanov的答案在假设上是非常错误的。它开始基于毫无意义的一百万个连续整数进行推测。这意味着没有差距。这些随机的间隙,不管有多小,真的是一个糟糕的主意。
你自己试试。获得100万个27位随机整数,对它们排序,用7-Zip, xz压缩,任何你想要的LZMA。结果超过1.5 MB。上面的前提是连续数字的压缩。即使是增量编码也超过1.1 MB。没关系,这使用了超过100 MB的RAM进行压缩。因此,即使压缩的整数也不适合这个问题,更不用说运行时RAM的使用了。
让我难过的是,人们竟然投票支持漂亮的图像和合理化。
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int32_t ints[1000000]; // Random 27-bit integers
int cmpi32(const void *a, const void *b) {
return ( *(int32_t *)a - *(int32_t *)b );
}
int main() {
int32_t *pi = ints; // Pointer to input ints (REPLACE W/ read from net)
// Fill pseudo-random integers of 27 bits
srand(time(NULL));
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
ints[i] = rand() & ((1<<27) - 1); // Random 32 bits masked to 27 bits
qsort(ints, 1000000, sizeof (ints[0]), cmpi32); // Sort 1000000 int32s
// Now delta encode, optional, store differences to previous int
for (int i = 1, prev = ints[0]; i < 1000000; i++) {
ints[i] -= prev;
prev += ints[i];
}
FILE *f = fopen("ints.bin", "w");
fwrite(ints, 4, 1000000, f);
fclose(f);
exit(0);
}
现在用LZMA压缩ints.bin…
$ xz -f --keep ints.bin # 100 MB RAM
$ 7z a ints.bin.7z ints.bin # 130 MB RAM
$ ls -lh ints.bin*
3.8M ints.bin
1.1M ints.bin.7z
1.2M ints.bin.xz
其他回答
如果数字的范围是有限的(只能有2个8位数,或者只有10个不同的8位数),那么你可以编写一个优化的排序算法。但如果你想对所有可能的8位数进行排序,这在内存那么少的情况下是不可能的。
如果我们对这些数字一无所知,我们就会受到以下约束:
我们需要在排序之前加载所有的数字, 这组数字是不可压缩的。
如果这些假设成立,则无法执行您的任务,因为您将需要至少26,575,425位的存储空间(3,321,929字节)。
你能跟我们说说你的数据吗?
Gilmanov的答案在假设上是非常错误的。它开始基于毫无意义的一百万个连续整数进行推测。这意味着没有差距。这些随机的间隙,不管有多小,真的是一个糟糕的主意。
你自己试试。获得100万个27位随机整数,对它们排序,用7-Zip, xz压缩,任何你想要的LZMA。结果超过1.5 MB。上面的前提是连续数字的压缩。即使是增量编码也超过1.1 MB。没关系,这使用了超过100 MB的RAM进行压缩。因此,即使压缩的整数也不适合这个问题,更不用说运行时RAM的使用了。
让我难过的是,人们竟然投票支持漂亮的图像和合理化。
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int32_t ints[1000000]; // Random 27-bit integers
int cmpi32(const void *a, const void *b) {
return ( *(int32_t *)a - *(int32_t *)b );
}
int main() {
int32_t *pi = ints; // Pointer to input ints (REPLACE W/ read from net)
// Fill pseudo-random integers of 27 bits
srand(time(NULL));
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
ints[i] = rand() & ((1<<27) - 1); // Random 32 bits masked to 27 bits
qsort(ints, 1000000, sizeof (ints[0]), cmpi32); // Sort 1000000 int32s
// Now delta encode, optional, store differences to previous int
for (int i = 1, prev = ints[0]; i < 1000000; i++) {
ints[i] -= prev;
prev += ints[i];
}
FILE *f = fopen("ints.bin", "w");
fwrite(ints, 4, 1000000, f);
fclose(f);
exit(0);
}
现在用LZMA压缩ints.bin…
$ xz -f --keep ints.bin # 100 MB RAM
$ 7z a ints.bin.7z ints.bin # 130 MB RAM
$ ls -lh ints.bin*
3.8M ints.bin
1.1M ints.bin.7z
1.2M ints.bin.xz
你试过转换成十六进制吗?
我可以看到前后文件大小都有了很大的减小;然后,用自由空间分步计算。也许,再次转换为dec, order,十六进制,另一个块,转换为dec, order…
对不起. .我不知道是否可行
# for i in {1..10000};do echo $(od -N1 -An -i /dev/urandom) ; done > 10000numbers
# for i in $(cat 10000numbers ); do printf '%x\n' $i; done > 10000numbers_hex
# ls -lah total 100K
drwxr-xr-x 2 diego diego 4,0K oct 22 22:32 .
drwx------ 39 diego diego 12K oct 22 22:31 ..
-rw-r--r-- 1 diego diego 29K oct 22 22:33 10000numbers_hex
-rw-r--r-- 1 diego diego 35K oct 22 22:31 10000numbers
下面是一些可以解决这个问题的c++代码。
满足内存约束的证明:
编辑:无论是在这篇文章中还是在他的博客中,都没有作者提供的最大内存要求的证据。由于编码值所需的比特数取决于先前编码的值,因此这样的证明可能不是简单的。作者指出,根据经验,他可能遇到的最大编码大小是1011732,并任意选择了1013000的缓冲区大小。
typedef unsigned int u32;
namespace WorkArea
{
static const u32 circularSize = 253250;
u32 circular[circularSize] = { 0 }; // consumes 1013000 bytes
static const u32 stageSize = 8000;
u32 stage[stageSize]; // consumes 32000 bytes
...
这两个数组总共占用1045000字节的存储空间。剩下1048576 - 1045000 - 2×1024 = 1528字节作为剩余变量和堆栈空间。
它在我的至强W3520上运行大约23秒。您可以使用以下Python脚本验证程序是否工作,假设程序名称为sort1mb.exe。
from subprocess import *
import random
sequence = [random.randint(0, 99999999) for i in xrange(1000000)]
sorter = Popen('sort1mb.exe', stdin=PIPE, stdout=PIPE)
for value in sequence:
sorter.stdin.write('%08d\n' % value)
sorter.stdin.close()
result = [int(line) for line in sorter.stdout]
print('OK!' if result == sorted(sequence) else 'Error!')
该算法的详细解释可以在以下一系列帖子中找到:
1MB排序说明 算术编码与1MB排序问题 使用定点数学的算术编码