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Leetcode347.java
191 lines (174 loc) · 6.1 KB
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Leetcode347.java
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package hashmap;
import java.util.*;
/**
* @BelongsProject: LeetCode
* @BelongsPackage: hashmap
* @Author: elvis
* @CreateTime: 2020-09-21 22:59
* @Description: 前K个高频元素
* 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]
*
*
*
* 提示:
*
* 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。
* 题目数据保证答案唯一,换句话说,数组中前 k 个高频元素的集合是唯一的。
* 你可以按任意顺序返回答案。
*/
public class Leetcode347 {
/**
* 快排
*/
public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
Map<Integer, Integer> occurrences = new HashMap<Integer, Integer>();
for (int num : nums) {
occurrences.put(num, occurrences.getOrDefault(num, 0) + 1);
}
List<int[]> values = new ArrayList<int[]>();
for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : occurrences.entrySet()) {
int num = entry.getKey(), count = entry.getValue();
values.add(new int[]{num, count});
}
int[] ret = new int[k];
qsort(values, 0, values.size() - 1, ret, 0, k);
return ret;
}
public void qsort(List<int[]> values, int start, int end, int[] ret, int retIndex, int k) {
int picked = (int) (Math.random() * (end - start + 1)) + start;
Collections.swap(values, picked, start);
int pivot = values.get(start)[1];
int index = start;
for (int i = start + 1; i <= end; i++) {
if (values.get(i)[1] >= pivot) {
Collections.swap(values, index + 1, i);
index++;
}
}
Collections.swap(values, start, index);
if (k <= index - start) {
qsort(values, start, index - 1, ret, retIndex, k);
} else {
for (int i = start; i <= index; i++) {
ret[retIndex++] = values.get(i)[0];
}
if (k > index - start + 1) {
qsort(values, index + 1, end, ret, retIndex, k - (index - start + 1));
}
}
}
/**
* 桶排序 将数字出现频率作为数组下表(桶) 依次填入数据
* 然后逆序遍历 遍历从最高频率数字开始
*/
public List<Integer> topKFrequent2(int[] nums, int k) {
List<Integer> res = new ArrayList();
// 使用字典,统计每个元素出现的次数,元素为键,元素出现的次数为值
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap();
for (int num : nums) {
map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);
}
//桶排序
//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);
}
// 倒序遍历数组获取出现顺序从大到小的排列
for (int i = list.length - 1; i >= 0 && res.size() < k; i--) {
if (list[i] == null) continue;
res.addAll(list[i]);
}
return res;
}
public int[] topKFrequent2_(int[] nums, int k) {
int[] ret = new int[k];
// 使用字典,统计每个元素出现的次数,元素为键,元素出现的次数为值
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap();
for (int num : nums) {
map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);
}
//桶排序
//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);
}
// 倒序遍历数组获取出现顺序从大到小的排列
for (int i = list.length - 1; i >= 0 && k > 0; i--) {
if (list[i] == null) continue;
for (int x : list[i]) ret[--k] = x;
}
return ret;
}
/**
* 自实现hash桶
* int[] keys = new int[n];
* int[] values = new int[n];
* 利用两个数组装载频率值
* 利用hash+1 解决hash冲突
*/
public static int[] topKFrequent3(int[] nums, int k) {
int n = nums.length;
int[] keys = new int[n];
int[] values = new int[n];
for (int num : nums) {
int hash = hash(num, n);
while (keys[hash] != num && values[hash] > 0) {
hash++;
}
keys[hash] = num;
values[hash]++;
}
List<Integer>[] sortedByFreq = (List<Integer>[]) new List[nums.length + 1];
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (values[i] > 0) {
if (sortedByFreq[values[i]] == null) {
sortedByFreq[values[i]] = new ArrayList<>();
}
sortedByFreq[values[i]].add(keys[i]);
}
}
int[] topKFrequent = new int[k];
for (int i = sortedByFreq.length - 1; i >= 0 && k > 0; i--) {
if (sortedByFreq[i] != null) {
for (int num : sortedByFreq[i]) {
topKFrequent[--k] = num;
if (k == 0) {
return topKFrequent;
}
}
}
}
return topKFrequent;
}
private static int hash(int key, int buckets) {
return (key & 0x7fffffff) % buckets;
}
public static void main(String[] args) {
topKFrequent3(new int[]{1,2,2,9,9,8,7},4);
}
}