力扣347——前 K 个高频元素

这道题主要涉及的是对数据结构里哈希表、小顶堆的理解，优化时可以参考一些排序方法。

原题

给定一个非空的整数数组，返回其中出现频率前 k 高的元素。

示例 1:

<code>
输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
输出: [1,2]
/<code>

示例 2:

<code>
输入: nums = [1], k = 1
输出: [1]
/<code>

说明：

• 你可以假设给定的 k 总是合理的，且 1 ≤ k ≤ 数组中不相同的元素的个数。
• 你的算法的时间复杂度必须优于 O(n log n) , n 是数组的大小。

原题url：
https://leetcode-cn.com/problems/top-k-frequent-elements/

解题

正常思路

为了解决这道题，我们首先需要知道每个元素出现的次数。最方便的话，可以使用哈希表，因为这就是一个数字——出现次数的映射关系。此处的时间复杂度为O(n)

其次，因为需要查找频率前 k 高的元素，所以我们肯定是需要排序的，时间复杂度为O(n log n)的排序方法有许多，快速排序、堆排序等，我是用的堆排序，使用小顶堆，这样在每次入堆的时候，检查一下堆的个数是否超过 k，如果超过，则移除堆顶的元素(也就是次数最少的元素)。

这样堆里剩余的元素也就是最终的结果了，接下来我们看看代码：

<code>
class
 
Solution
 {

    
public
 List 
topKFrequent
(
int
[] nums, 
int
 k) {
         
        Map countMap = 
new
 HashMap<>();
        
for
 (
int
 num : nums) {
            countMap.put(num, countMap.getOrDefault(num, 
0
) + 
1
);
        }

         
        PriorityQueue heap = 
new
 PriorityQueue((n1, n2) -> countMap.
get
(n1) - countMap.
get 
(n2));
        Set keySet = countMap.keySet();
        
for
 (
int
 key : keySet) {
            heap.
add
(key);
             
            
if
 (heap.size() > k) {
                heap.poll();
            }
        }
        
        List result = 
new
 LinkedList<>();
        Iterator iterator = heap.iterator();
        
while
 (iterator.hasNext()) {
            result.
add
(iterator.next());
        }

        
return
 result;
    }
}/<code>

提交OK。

桶排序优化

针对排序，我想到了一个优化，利用桶排序，其时间复杂度为O(n)，主要是浪费空间，因为需要申请额外的数组，下标代表出现的次数，元素我用的是 LinkedList，这样可以存储多个。那么这个在进行输出时，只要从后往前进行遍历，当结果的数量达到 k 时，就可以停止了。

接下来我们看看代码 ：

<code>
class
 
Solution
 {

    
public
 List topKFrequent(
int
[] nums,  
int
 k) {
         
        Map countMap = 
new
 HashMap<>();
         
        
int
 maxCount = 
0
;
        
for
 (
int
 num : nums) {
            
int
 count = countMap.getOrDefault(num, 
0
) + 
1
;
            
if
 (count > maxCount) {
                maxCount = count;
            }
            countMap.put(num, count);
        }

         
        LinkedList[] 
array
 = 
new
 LinkedList[maxCount + 
1
];
        
for
 (Map.Entry entry : countMap.entrySet()) {
            
int
 key = entry.getKey();
            
int
 count = entry.getValue();
            LinkedList 
list
 = 
array
[count];
            
if
 (
list
 == null) {
                
list
 = 
new
 LinkedList<>();
                
array
[count] = 
list
;
            }
             
list
.add(key);
        }

         
        List result = 
new
 LinkedList<>();
        
for
 (
int
 i = 
array
.length - 
1
; i >= 
0
 && result.size() < k; i--) {
            List 
list
 = 
array
[i];
            
if
 (
list
 == null) {
                
continue
;
            }

            result.addAll(
list
);
        }

        
return
 result;
    }
}/<code>

提交OK。

总结

以上就是这道题目我的解答过程了，不知道大家是否理解了。这道题主要涉及的是对数据结构的理解，优化时可以参考一些特殊的排序方法。

有兴趣的话可以访问我的博客或者关注我的公众号、头条号，说不定会有意外的惊喜。

https://death00.github.io/

關鍵字: LinkedList nums 元素