347. 前 K 个高频元素-小顶堆桶排序实现

Posted 2022-03-25 hequnwang10

一、题目描述

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

示例

输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
输出: [1,2]


输入: nums = [1], k = 1
输出: [1]

进阶

你所设计算法的时间复杂度 必须 优于 O(n log n) ，其中 n 是数组大小。

二、解题

1、小顶堆

首先遍历整个数组，使用哈希表记录每个数据出现的次数，然后使用小顶堆的思想， 遍历整个数据

• 如果堆的元素个数小于K，直接插入堆
• 若堆的元素个数等于K，则检查堆顶数据出现的次数与当前值数据出现的次数相比较，若堆顶元素出现的个数大于当前值出现的个数，舍弃当前值；否则，出堆，将当前值入堆

class Solution 
    public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) 
        //使用哈希表
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for(int num : nums)
            map.put(num,map.getOrDefault(num,0)+1);
        
        //使用小顶堆  //大顶堆：b[1]-a[1]；小顶堆：a[1]-b[1]
        PriorityQueue<int[]> pq = new PriorityQueue<int[]>((a,b)->a[1] - b[1]);
        //遍历哈希表
        for(Map.Entry<Integer,Integer> entry : map.entrySet())
            int num = entry.getKey();
            int cnt = entry.getValue();
            //如果小顶堆的个数小于K值 则将数据入堆
            if(pq.size() == k)
                //如果小顶堆的堆顶元素的个数小于当前的元素的个数 
                //小顶堆出堆 然后进堆
                if(pq.peek()[1] < cnt)
                    pq.poll();
                    pq.add(new int[]num,cnt);
                
            else 
                //小顶堆入堆
                pq.add(new int[]num,cnt);
            
        

        int[] res = new int[k];
        for(int i = 0;i<k;i++)
            res[i] = pq.poll()[0];
        
        return res;
    

2、桶排序

首先遍历整个数组，使用哈希表记录每个数据出现的次数，然后创建一个数组，将频率作为数组下标，对于出现频率不同的数字集合，存入对应的数组下标即可。

class Solution 
    public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) 
        //使用哈希表
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for(int num : nums)
            map.put(num,map.getOrDefault(num,0)+1);
        
        
        //使用桶排序实现
        //将频率作为数组下标，对于出现频率不同的数字集合，存入对应的数组下标
        List<Integer>[] list = new List[nums.length+1];
        for(int key : map.keySet())
            // 获取出现的次数作为下标
            int i = map.get(key);
            if(list[i] == null)
               list[i] = new ArrayList();
             
            list[i].add(key);
        

        List<Integer> topK = new ArrayList();
        for(int i = list.length-1;i>=0;i--)
            if(list[i] == null)
                continue;
            
            topK.addAll(list[i]);
        

        int[] res = new int[k];
        for (int i = 0; i < k; i++) 
            res[i] = topK.get(i);
        
        return res;