C++實(shí)現(xiàn)LeetCode之前K個(gè)高頻元素的示例分析

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[LeetCode] 347. Top K Frequent Elements 前K個(gè)高頻元素

Given a non-empty array of integers, return the k most frequent elements.

Example 1:

Input: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
Output: [1,2]

Example 2:

Input: nums = [1], k = 1
Output: [1]

Note:

• You may assume k is always valid, 1 ≤ k ≤ number of unique elements.

• Your algorithm's time complexity must be better than O(n log n), where n is the array's size.

這道題給了我們一個(gè)數(shù)組，讓統(tǒng)計(jì)前k個(gè)高頻的數(shù)字，那么對(duì)于這類的統(tǒng)計(jì)數(shù)字的問(wèn)題，首先應(yīng)該考慮用 HashMap 來(lái)做，建立數(shù)字和其出現(xiàn)次數(shù)的映射，然后再按照出現(xiàn)次數(shù)進(jìn)行排序?？梢杂枚雅判騺?lái)做，使用一個(gè)最大堆來(lái)按照映射次數(shù)從大到小排列，在 C++ 中使用 priority_queue 來(lái)實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)是最大堆，參見(jiàn)代碼如下：

解法一：

class Solution {
public:
    vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
        unordered_map<int, int> m;
        priority_queue<pair<int, int>> q;
        vector<int> res;
        for (auto a : nums) ++m[a];
        for (auto it : m) q.push({it.second, it.first});
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            res.push_back(q.top().second); q.pop();
        }
        return res;
    }
};

當(dāng)然，既然可以使用最大堆，還有一種可以自動(dòng)排序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) TreeMap，也是可以的，這里就不寫了，因?yàn)楦厦娴膶懛ɑ緵](méi)啥區(qū)別，就是換了一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這里還可以使用桶排序，在建立好數(shù)字和其出現(xiàn)次數(shù)的映射后，按照其出現(xiàn)次數(shù)將數(shù)字放到對(duì)應(yīng)的位置中去，這樣從桶的后面向前面遍歷，最先得到的就是出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)字，找到k個(gè)后返回即可，參見(jiàn)代碼如下：

解法二：

class Solution {
public:
    vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
        unordered_map<int, int> m;
        vector<vector<int>> bucket(nums.size() + 1);
        vector<int> res;
        for (auto a : nums) ++m[a];
        for (auto it : m) {
            bucket[it.second].push_back(it.first);
        }
        for (int i = nums.size(); i >= 0; --i) {
            for (int j = 0; j < bucket[i].size(); ++j) {
                res.push_back(bucket[i][j]);
                if (res.size() == k) return res;
            }
        }
        return res;
    }
};

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