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[LeetCode]day34 347.前k个高频元素

news 来源：原创 2025/5/18 1:13:21

题目链接

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 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：

1 <= nums.length <= 105
k 的取值范围是 [1, 数组中不相同的元素的个数]
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

题解

思路

要求频率前k个高的元素的元素，很自然的就是先想到用map来收集每个元素出现的频率，然后对这些频率进行排序
所以这道题的难点就转化成了，怎么对频率进行排序？

这道题考察的是优先级队列的知识点
什么是优先级队列？
队列进出的顺序按照优先级，而不是进入的前后顺序
举个例子：医院中处理病人不是按照病人来的顺序，而是根据病情的严重程度

我们需要找到频率前k高的元素，可以选择维护一个大小为k的堆，使堆里面的元素总是前k个大的。
那么要使用小顶堆还是大顶堆呢？
在小顶堆中，每次弹出的元素都是堆中最小的元素，堆中剩的是大的；大顶堆中，每次弹出的元素都是堆中最大的元素，堆中剩的是小的。
所以我们要选择小顶堆。

c++中恰好提供了这样一种队列，即priority_queue，队列内部的元素总是有序的，按照元素的权值进行排序。

所以我们可以设置一个大小为k的优先队列，遍历Map的过程中去维护这个队列。最后队列里面剩下的就是前k个出现频率最高的元素啦

代码书写

class MyComparison{
public:
    bool operator()(const pair<int,int>&m,const pair<int,int>&n){
            return m.second>n.second;
    }
};
class Solution {
public:

    vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
        unordered_map<int,int>myMap;
        vector<int>re(k);
        for(int i =0;i<nums.size();i++){
            myMap[nums[i]]++;
        }
        priority_queue<pair<int,int>,vector<pair<int,int>>,MyComparison>q;
        for(auto it = myMap.begin();it!=myMap.end();it++){
            q.push(*it);
            if(q.size()>k){
                q.pop();
            }
        }
        for(int i=0;i<k;i++){
            re[i]=q.top().first;
            q.pop();
        }
        return re;

        
    }
};

可能会有像我一样的c++苦手看得眼花缭乱
我现在可以详细的解释一下。

为什么采用unordered_map去收集每个元素的频率？
因为我们不需要使键是有顺序的，并且unorder_map底层逻辑实现是哈希表，在平均情况下查找效率为O(1) 效率更高
priority_queue<pair<int,int>,vector<pair<int,int>>,MyComparison>q;是什么意思？
第一个模版参数pair<int,int>代表这个优先级队列中存放的数据是pair<int,int>类型；
第二个模版参数vector<pair<int,int>>代表这个队列的底层容器是vector<pair<int,int>>
第三个模版参数MyComparison是一个自定义的类，为什么这里可以直接放一个类呢？
priority_queque的声明如下：

template<
  class T,                           // 元素类型
  class Container = vector<T>,      // 底层容器（默认vector）
  class Compare = less<T>           // 比较器类型（默认less<T>）
> class priority_queue;