力扣347——前 K 個高頻元素

這道題主要涉及的是對數據結構裏哈希表、小頂堆的理解，優化時能夠參考一些排序方法。
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原題

給定一個非空的整數數組，返回其中出現頻率前 k 高的元素。

示例 1:

輸入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
輸出: [1,2]

示例 2:

輸入: nums = [1], k = 1
輸出: [1]

說明：

• 你能夠假設給定的 k 老是合理的，且 1 ≤ k ≤ 數組中不相同的元素的個數。
• 你的算法的時間複雜度必須優於 O(n log n) , n 是數組的大小。

原題url：https://leetcode-cn.com/probl...

解題

正常思路

爲了解決這道題，咱們首先須要知道每一個元素出現的次數。最方便的話，能夠使用哈希表，由於這就是一個數字——出現次數的映射關係。此處的時間複雜度爲O(n)

其次，由於須要查找頻率前 k 高的元素，因此咱們確定是須要排序的，時間複雜度爲O(n log n)的排序方法有許多，快速排序、堆排序等，我是用的堆排序，使用小頂堆，這樣在每次入堆的時候，檢查一下堆的個數是否超過 k，若是超過，則移除堆頂的元素(也就是次數最少的元素)。

這樣堆裏剩餘的元素也就是最終的結果了，接下來咱們看看代碼：

class Solution {

    public List<Integer> topKFrequent(int[] nums, int k) {
        // 構建hashMap，記錄每一個元素出現的個數
        Map<Integer, Integer> countMap = new HashMap<>();
        for (int num : nums) {
            countMap.put(num, countMap.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }

        // 利用PriorityQueue構建小頂堆
        PriorityQueue<Integer> heap = new PriorityQueue<Integer>((n1, n2) -> countMap.get(n1) - countMap.get(n2));
        Set<Integer> keySet = countMap.keySet();
        for (int key : keySet) {
            heap.add(key);
            // 若是個數大於k，則移除次數最少的數
            if (heap.size() > k) {
                heap.poll();
            }
        }
        
        List<Integer> result = new LinkedList<>();
        Iterator<Integer> iterator = heap.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            result.add(iterator.next());
        }

        return result;
    }
}

提交OK。

桶排序優化

針對排序，我想到了一個優化，利用桶排序，其時間複雜度爲O(n)，主要是浪費空間，由於須要申請額外的數組，下標表明出現的次數，元素我用的是 LinkedList，這樣能夠存儲多個。那麼這個在進行輸出時，只要從後往前進行遍歷，當結果的數量達到 k 時，就能夠中止了。

接下來咱們看看代碼 ：

class Solution {

    public List<Integer> topKFrequent(int[] nums, int k) {
        // 構建hashMap，記錄每一個元素出現的個數
        Map<Integer, Integer> countMap = new HashMap<>();
        // 記錄最多的次數
        int maxCount = 0;
        for (int num : nums) {
            int count = countMap.getOrDefault(num, 0) + 1;
            if (count > maxCount) {
                maxCount = count;
            }
            countMap.put(num, count);
        }

        // 桶排序，構建數組，下標爲重複的次數
        LinkedList[] array = new LinkedList[maxCount + 1];
        for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : countMap.entrySet()) {
            int key = entry.getKey();
            int count = entry.getValue();
            LinkedList<Integer> list = array[count];
            if (list == null) {
                list = new LinkedList<>();
                array[count] = list;
            }
            list.add(key);
        }

        // 倒着遍歷數組，直到找到K個元素
        List<Integer> result = new LinkedList<>();
        for (int i = array.length - 1; i >= 0 && result.size() < k; i--) {
            List<Integer> list = array[i];
            if (list == null) {
                continue;
            }

            result.addAll(list);
        }

        return result;
    }
}

提交OK。

總結

以上就是這道題目個人解答過程了，不知道你們是否理解了。這道題主要涉及的是對數據結構的理解，優化時能夠參考一些特殊的排序方法。

有興趣的話能夠訪問個人博客或者關注個人公衆號、頭條號，說不定會有意外的驚喜。

https://death00.github.io/

公衆號：健程之道