[leetcode每日一题2020/9/7]347. 前 K 个高频元素

题目来源于leetcode，解法和思路仅代表个人观点。传送门。
难度：中等
用时：大概30min

题目

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:

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

输入: nums = [1], k = 1
输出: [1]

思路

本题类似【第k大的元素】的题目。故解法与其类似。
1. 直接排序 O(logn)（好像这题会超时）
2. 堆
先建最小堆：O(n)
(1)弹堆顶元素k次，第k次获得第k小元素：k*O(logn)
(2)当k较小，接近线性效率，但堆的空间较大。
3. 优化的堆
构建大小为k的最小堆。
(1)如果堆的元素个数小于 k，就可以直接插入堆中。
(2)如果堆的元素个数等于 k，则检查堆顶与当前出现次数的大小。如果堆顶更大，说明至少有 k 个数字的出现次数比当前值大，故舍弃当前值；否则，就弹出堆顶，并将当前值插入堆中。
4. 线性选择算法。最坏情况O(n)。这里不列举思路
5. 这里实现的写法
（1）类似解法2

代码

class Solution {
    class Num{
        int val;
        int cnt;
        Num(int val,int cnt){
            this.val = val;
            this.cnt = cnt;
        }
    }
    public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
        //建立堆
        PriorityQueue<Num> heap = new PriorityQueue<>(new Comparator<Num>(){
            //按照出现的次数排序
            public int compare(Num o1, Num o2) {
                //降序
                return o2.cnt-o1.cnt;
            }
        });
        //创建一个Map保存nums
        //数值，Num
        Map<Integer,Num> map = new HashMap<>();
        for(int i=0;i<nums.length;i++){
            //如果不包含这个
            if(!map.containsKey(nums[i])){
                //新建
                Num num = new Num(nums[i],1);
                map.put(nums[i],num);
                //加入堆
                heap.offer(num);
            }else{
                //取出
                Num num = map.get(nums[i]);
                //更新map
                num.cnt++;
                map.put(nums[i],num);
                //更新heap
                heap.remove(num);
                heap.offer(num);
            }
        }
        int[] ans = new int[k];
        for(int i=0;i<k;i++){
            ans[i] = heap.poll().val;
        }
        return ans;
    }
}

算法复杂度

时间复杂度： klog(n)，n为数组长度，k为k个高频元素。
空间复杂度： O(n)。n为数组长度，用于构建堆和存放数组的map。