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LeetCode 2080.区间内查询数字的频率：哈希表+二分查找

news 来源：原创 2025/5/6 7:11:44

【LetMeFly】2080.区间内查询数字的频率：哈希表+二分查找

力扣题目链接：https://leetcode.cn/problems/range-frequency-queries/

请你设计一个数据结构，它能求出给定子数组内一个给定值的频率。

子数组中一个值的频率指的是这个子数组中这个值的出现次数。

请你实现 RangeFreqQuery 类：

RangeFreqQuery(int[] arr) 用下标从 0 开始的整数数组 arr 构造一个类的实例。
int query(int left, int right, int value) 返回子数组 arr[left...right] 中 value 的频率。

一个 子数组 指的是数组中一段连续的元素。arr[left...right] 指的是 nums 中包含下标 left 和 right 在内的中间一段连续元素。

示例 1：

输入：
["RangeFreqQuery", "query", "query"]
[[[12, 33, 4, 56, 22, 2, 34, 33, 22, 12, 34, 56]], [1, 2, 4], [0, 11, 33]]
输出：
[null, 1, 2]

解释：
RangeFreqQuery rangeFreqQuery = new RangeFreqQuery([12, 33, 4, 56, 22, 2, 34, 33, 22, 12, 34, 56]);
rangeFreqQuery.query(1, 2, 4); // 返回 1 。4 在子数组 [33, 4] 中出现 1 次。
rangeFreqQuery.query(0, 11, 33); // 返回 2 。33 在整个子数组中出现 2 次。

提示：

1 <= arr.length <= 10⁵
1 <= arr[i], value <= 10⁴
0 <= left <= right < arr.length
调用 query 不超过 10⁵ 次。

解题方法：哈希表+二分查找

遍历数组，将value出现的所有下标放到哈希表ma[value]这个数组中。这样，只需要查询ma[value]就能得到value的所有出现位置下标的递增数组。

接着二分查找这个数组，就能确定在[left, right]范围内的下标有几个了。

时间复杂度：初始化 $O (n)$ ，单次查询 $O(\log n)$ 。其中 $n = l e n (a rr)$
空间复杂度 $O (n)$

AC代码

C++

/*
 * @Author: LetMeFly
 * @Date: 2025-02-18 10:08:36
 * @LastEditors: LetMeFly.xyz
 * @LastEditTime: 2025-02-18 10:15:30
 */
class RangeFreqQuery {
private:
    unordered_map<int, vector<int>> ma;
public:
    RangeFreqQuery(vector<int>& arr) {
        for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
            ma[arr[i]].push_back(i);
        }
    }
    
    int query(int left, int right, int value) {
        unordered_map<int, vector<int>>::iterator it = ma.find(value);
        if (it == ma.end()) {
            return 0;
        }
        vector<int>& v = it->second;  // 这里必须引用否则会超时
        return upper_bound(v.begin(), v.end(), right) - lower_bound(v.begin(), v.end(), left);
    }
};

/**
 * Your RangeFreqQuery object will be instantiated and called as such:
 * RangeFreqQuery* obj = new RangeFreqQuery(arr);
 * int param_1 = obj->query(left,right,value);
 */

Python

'''
Author: LetMeFly
Date: 2025-02-18 10:17:02
LastEditors: LetMeFly.xyz
LastEditTime: 2025-02-18 10:36:00
'''
from typing import List
from collections import defaultdict
from bisect import bisect_left, bisect_right


class RangeFreqQuery:

    def __init__(self, arr: List[int]):
        self.ma = defaultdict(list)
        for i, v in enumerate(arr):
            self.ma[v].append(i)

    def query(self, left: int, right: int, value: int) -> int:
        if value not in self.ma:
            return 0
        v = self.ma[value]
        return bisect_right(v, right) - bisect_left(v, left)


# Your RangeFreqQuery object will be instantiated and called as such:
# obj = RangeFreqQuery(arr)
# param_1 = obj.query(left,right,value)

Go

/*
 * @Author: LetMeFly
 * @Date: 2025-02-18 10:17:10
 * @LastEditors: LetMeFly.xyz
 * @LastEditTime: 2025-02-18 10:50:44
 */
package main

import "sort"


type RangeFreqQuery map[int][]int


func Constructor(arr []int) RangeFreqQuery {
    ma := map[int][]int{}
	for i, v := range arr {
		ma[v] = append(ma[v], i)
	}
	return ma
}


func (this *RangeFreqQuery) Query(left int, right int, value int) int {
    v := (*this)[value]
	return sort.SearchInts(v, right + 1) - sort.SearchInts(v, left)
}


/**
 * Your RangeFreqQuery object will be instantiated and called as such:
 * obj := Constructor(arr);
 * param_1 := obj.Query(left,right,value);
 */