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第3章 天才少女的算法挑戰

“臥槽!又有人挑戰顧清韻的題目了!”

南華大學306宿舍里,王大偉盯著電腦屏幕激動地喊道。刺眼的CRT顯示器上,校園BBS的熱門版塊正在瘋狂刷屏。

“第八十七個挑戰者敗北!這女魔頭是不是人啊?”

“我們計算機系的臉都被她丟光了,明明才大二就這么囂張!”

“有沒有大神出來收拾收拾她?再這樣下去,整個南華的理工男都要抬不起頭了!”

林墨軒懶洋洋地從床上爬起來,伸了個懶腰。昨天熬夜看前世的技術資料看到凌晨三點,現在腦袋還有點昏沉。

“什么女魔頭?”他打著哈欠問道。

“就是計算機系那個跳級生,顧清韻!”張明也湊了過來,“聽說智商180,十六歲就考進南華,專門在BBS上出算法題折磨人。這次的題目已經讓八十多個高手敗北了!”

……

2001年的互聯網還處在撥號上網的時代,南華大學的校園網就是學生們的全世界。BBS論壇是最熱鬧的地方,每天都有各種學術討論、情感咨詢、八卦傳聞在這里發酵。

而在這個虛擬世界里,有一個人就像傳說一樣存在——顧清韻。

計算機系大二學生,16歲考入南華的跳級天才,被譽為“南華第一才女”。更可怕的是,她似乎對折磨其他人的智商有著特殊的愛好,每隔一段時間就會在BBS上發布一道算法題,然后看著一群自詡為技術高手的男生們頭破血流。

“這女人就是個變態!”王大偉憤憤不平地說道,“每次出的題都刁鉆得要命,明明有簡單解法,偏要搞得那么復雜。我懷疑她就是故意的!”

“能別這么說人家嗎?”張明無奈地搖頭,“人家是真的聰明,咱們技不如人就承認唄。再說了,也沒強迫你去答題。”

“這不是技不如人的問題!”王大偉激動起來,“這是尊嚴問題!作為南華的理工男,怎么能被一個小丫頭片子壓得抬不起頭?”

林墨軒忍不住笑了。這種校園里的小爭斗,對于經歷過商場風云的他來說,實在是太可愛了。不過,他確實對這個傳說中的天才少女有點好奇。

“讓我看看她出的什么題。”林墨軒走到電腦前。

屏幕上,顧清韻發布的帖子標題赫然寫著:《算法挑戰:分布式排序優化》

“分布式?”林墨軒挑了挑眉毛,這個詞在2001年還很少有人使用,“有點意思?!?

他點開帖子,映入眼簾的是一段精美的代碼和詳細的問題描述:

“給定一個包含10億個隨機整數的數組,要求在最短時間內完成排序。限制條件:內存不足以一次性加載全部數據,必須分批處理。現有的解決方案平均需要2小時完成,請優化算法將時間縮短到30分鐘以內?!?

“附:已有八十七位同學嘗試此題,目前最好成績為1小時45分鐘。如果南華真的無人能解,我會考慮降低難度——顧清韻留?!?

……

看到最后那句話,林墨軒差點沒憋住笑。

“這小姑娘,挺有個性啊?!彼谛闹性u價道,“不過這題目確實有點意思,典型的外部排序問題,考驗的是對分布式計算的理解。”

作為2025年的云計算架構師,林墨軒對這類問題再熟悉不過了。在他看來,這道題的核心不在于排序算法本身,而在于如何合理分配計算資源和優化數據流。

“讓我看看這些挑戰者都是怎么做的……”林墨軒翻看著回復。

第一個回復:“采用快速排序,分批讀取數據……”

“太天真了。”林墨軒搖頭,“快排對于這種規模的數據根本不適用?!?

第二個回復:“使用歸并排序,先分塊排序再合并……”

“思路對了,但是效率太低。”

第三個回復:“建議使用堆排序……”

“完全沒理解題意。”

看了十幾個回復,林墨軒發現這些同學都陷入了一個誤區——他們把注意力都集中在排序算法本身,而忽略了更重要的東西:系統架構。

“這就像一群人討論怎么讓一個工人搬磚搬得更快,卻沒人想到可以多叫幾個工人一起搬?!绷帜幵谛闹邪敌?。

他開始在回復框里打字:

“各位同學的思路都不錯,但似乎都忽略了一個關鍵問題:誰說排序只能用一臺電腦?”

“這道題的本質不是排序算法優化,而是分布式計算應用。我們可以把10億個數據想象成10億個快遞包裹,傳統方法是一個快遞員從頭整理到尾,效率當然低?!?

“但如果我們把這些包裹分給100個快遞員,每人負責1000萬個,同時進行整理,最后再把結果合并起來,效率會如何?”

王大偉看著林墨軒打字,眼睛都瞪圓了:“老三,你瘋了?還敢挑戰顧清韻?你知道她有多厲害嗎?”

“沒事,就隨便聊聊?!绷帜幍恍Γ^續打字:

“具體實現方案:

1.數據預處理:將10億數據按照數值范圍分成100個區間,比如第一個區間存放1-1000萬的數字,第二個區間存放1000萬零1-2000萬的數字,以此類推。

2.并行排序:啟動100個線程(如果有100臺電腦就更好了),每個線程負責一個區間的排序。由于每個區間的數據量較小,可以使用任何高效的排序算法。

3.結果合并:由于各個區間本身就是有序的,所以合并過程非常簡單,直接按順序連接即可。

理論時間復雜度:O(n log(n/k)),其中k是并行度。按照100路并行計算,時間可以縮短到15分鐘以內?!?

發布完回復,林墨軒伸了個懶腰,仿佛只是做了一件微不足道的小事。

但他不知道的是,此時在計算機系女生宿舍里,一個清麗絕俗的女孩正盯著電腦屏幕,美眸中閃爍著驚異的光芒。

顧清韻,南華大學計算機系的傳奇人物,此刻正經歷著前所未有的震撼。

“這個微電子系的林墨軒……”她輕聲呢喃著這個名字,“居然真的理解了分布式計算的精髓?!?

這道題目是她精心設計的,表面上看是排序優化,實際上考驗的是對并行計算和系統架構的理解。在她的預期中,南華大學應該沒有幾個人能真正理解這道題的深層含義。

但林墨軒不僅理解了,而且給出了一個幾乎完美的解決方案。

……

就在顧清韻思考的時候,BBS上已經炸開了鍋。

“臥槽!這個林墨軒是誰?”

“微電子系的?那不是隔壁系嗎?怎么跑來砸場子?”

“這個方案看起來很有道理啊,真的能行嗎?”

“樓主顧清韻呢?怎么不出來回應?”

十分鐘后,顧清韻終于發布了回復:

“林墨軒同學的方案在理論上是正確的,但是有一個關鍵問題:如何保證數據分區的均勻性?如果某些區間的數據特別多,某些區間的數據特別少,那么并行效率會大打折扣?!?

這是一個非常專業的問題。在分布式系統中,負載均衡確實是一個核心挑戰。

但林墨軒看到這個問題,忍不住笑了。這小姑娘確實聰明,一下就抓住了關鍵。不過,這對于經驗豐富的他來說,根本不是問題。

“顧同學的問題很專業?!绷帜幓貜偷溃暗@恰恰體現了分布式思維的重要性。”

“解決方案:采用統計采樣進行數據預分析。在正式排序前,先隨機采樣1%的數據(即100萬個數字),對這些樣本進行排序并統計分布。然后根據分布情況動態調整分區邊界,確保每個分區的數據量大致相等。”

“這就像快遞公司在分配任務前,會先統計一下每個區域的包裹數量,然后合理安排快遞員的工作量?!?

“另外,為了進一步優化性能,可以采用‘工作竊取’算法:如果某個線程提前完成了自己的任務,可以主動幫助其他線程處理數據。這樣能保證所有計算資源都得到充分利用?!?

“預計最終時間:12分鐘。”

發完這條回復,整個BBS陷入了死一般的沉寂。

十二分鐘!

要知道,目前的最好成績是1小時45分鐘,而林墨軒給出的方案理論上只需要12分鐘!

這是什么概念?這是近乎十倍的性能提升!

更可怕的是,他的每一個技術細節都經得起推敲,每一個優化策略都有理有據。這不是空談理論,而是真正可以實現的解決方案。

……

五分鐘過去了,顧清韻沒有回復。

十分鐘過去了,BBS上開始有人催促。

“顧女神呢?怎么不說話了?”

“該不會是被這個林墨軒給鎮住了吧?”

“這個林墨軒到底什么來頭?微電子系什么時候出了這樣的高手?”

又過了五分鐘,顧清韻終于發布了新的回復,只有簡單的幾個字:

“算法挑戰結束。林墨軒同學獲勝。”

“有時間的話,希望能當面請教。——顧清韻”

看到這條回復,林墨軒嘴角微微上揚。這個天才少女,比他想象的更有趣。

而此時,整個南華大學的BBS都在討論一個問題:這個神秘的林墨軒,到底是何方神圣?

林墨軒關上電腦,心情愉悅地準備去吃飯。他不知道的是,自己已經成了全校的焦點,更不知道一個清麗如水的身影,正在計算機系的實驗室里反復研究著他的回復,美眸中閃爍著前所未有的好奇光芒。

天才與天才的初次交鋒,就這樣拉開了序幕。

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