设计一个类似堆栈的数据结构,将元素推入堆栈,并从堆栈中弹出出现频率最高的元素。
实现 FreqStack 类:
FreqStack() 构造一个空的堆栈。
void push(int val) 将一个整数 val 压入栈顶。
int pop() 删除并返回堆栈中出现频率最高的元素。
如果出现频率最高的元素不只一个,则移除并返回最接近栈顶的元素。
哈希表+栈
示例 1:
输入:
[“FreqStack”,“push”,“push”,“push”,“push”,“push”,“push”,“pop”,“pop”,“pop”,“pop”],
[[],[5],[7],[5],[7],[4],[5],[],[],[],[]]
输出:[null,null,null,null,null,null,null,5,7,5,4]
解释:
FreqStack = new FreqStack();
freqStack.push (5);//堆栈为 [5]
freqStack.push (7);//堆栈是 [5,7]
freqStack.push (5);//堆栈是 [5,7,5]
freqStack.push (7);//堆栈是 [5,7,5,7]
freqStack.push (4);//堆栈是 [5,7,5,7,4]
freqStack.push (5);//堆栈是 [5,7,5,7,4,5]
freqStack.pop ();//返回 5 ,因为 5 出现频率最高。堆栈变成 [5,7,5,7,4]。
freqStack.pop ();//返回 7 ,因为 5 和 7 出现频率最高,但7最接近顶部。堆栈变成 [5,7,5,4]。
freqStack.pop ();//返回 5 ,因为 5 出现频率最高。堆栈变成 [5,7,4]。
freqStack.pop ();//返回 4 ,因为 4, 5 和 7 出现频率最高,但 4 是最接近顶部的。堆栈变成 [5,7]。
class FreqStack {
public:
unordered_map<int, int> freq;
unordered_map<int, stack<int>> st;
int maxFreq;
FreqStack() {
maxFreq = 0;
}
void push(int val) {
freq[val]++;
st[freq[val]].push(val);
maxFreq = max(maxFreq, freq[val]);
}
int pop() {
int ans = st[maxFreq].top();
st[maxFreq].pop();
freq[ans]--;
if(st[maxFreq].empty()){
maxFreq--;
}
return ans;
}
};
时间复杂度:对于 push 和 pop 操作,时间复杂度为 O(1)。
空间复杂度:O(n),其中 n 是 FreqStack 中元素的个数。
我们定义两个哈希表,一个freq,用来储存每个元素出现的次数,一个st,用来储存每个频率的元素有哪些。
在push函数中,我们让freq[val]++代表这个元素出现的频率增加了一次,st[freq[val]].push(val),代表我们在储存频率为freq[val]的栈中加入元素val。并且我们通过一个整型maxFreq来记录目前元素频率的最高值。
在pop函数中,我们用ans来储存最高频率且最接近栈顶的元素,然后我们将栈顶元素推出,同时这个元素的频率也该减一 freq[ans]--;
。在我们推出栈顶元素后,如果这个频率的栈为空,说明有最大频率的元素只有我们刚刚推出的那个元素,所以我们将最大频率减一。最后返回栈顶元素ans。