代码随想录算法训练营第十一天| 150. 逆波兰表达式求值、239. 滑动窗口最大值、347.前 K 个高频元素
今日题目
150. 逆波兰表达式求值
题目链接：150. 逆波兰表达式求值 - 力扣（LeetCode）
思考：本题首先要理解表达式的运算顺序，观察题目给出的示例可以发现，每当遍历到一个运算符号的时候，都是此运算符的前面两个数字进行该运算操作，比如遇到["a","b","+"]，其实就是a+b这个运算表达式。每次需要计算这样的a+b并用计算结果替换这三个元素的位置，再继续找下一个运算符。
比如，["2","1","+","3","*"]，从头遍历，第一个运算符是"+"，所以先计算2+1=3，其实就变成了["3","3","*"]，那么接下来就是3*3=9，因此输出9。
按照这个逻辑，只需要存储数字，遇到运算符，就把前面存储的两个数字取出来，做运算，运算结果再存回去。
代码：
class Solution:
def evalRPN(self, tokens: List[str]) -> int:
stack = []
for token in tokens:
if token.isdigit() or (len(token) > 1 and token[1].isdigit()):
stack.append(token)
else:
num1 = stack.pop()
num2 = stack.pop()
stack.append(str(int(eval(num2+token+num1))))
return int(stack.pop())239. 滑动窗口最大值
题目链接：239. 滑动窗口最大值 - 力扣（LeetCode）
思考：本题滑动窗口在数组中滑动时，窗口左边要弹出元素，右边要进入元素，因此使用队列来表示窗口比较合适。如果用窗口直接存元素值的话，还需要在窗口中比较所有元素的大小，由于窗口按顺序滑动，比较元素大小其实通过原始数组的下标获取元素值就可以了，因此考虑使用队列存储元素的下标就行。
首先考虑入队，每次移动一个位置，就要有一个新的元素入队。
元素入队后，当队列中的元素数超过k时，就要弹出最左侧的元素，以此保证队列中最多有k个元素。
当队列移动到的右侧位置达到k-1时，即队列已经开始走过k个元素了，每次都要记录一个当前队列中的最大值，作为结果。
如何保证被记录的元素在相邻的k个元素中为最大值呢？只需要在元素入队时进行判断，如果即将入队的元素比前一个入队的元素数值大，那么就弹出前一个元素。这样保证队中的元素始终都是越来越大的。而队中的第一个元素，就是前面k个元素中的最大值。
代码：
class Solution:
def maxSlidingWindow(self, nums: List[int], k: int) -> List[int]:
ans = []
q = deque()
for i, x in enumerate(nums):
# 1.入
while q and nums[q[-1]] <= x:
q.pop()
q.append(i)
# 2.出
if i-q[0] >= k:
q.popleft()
# 3.记录答案
if i >= k-1:
ans.append(nums[q[0]])
return ans347.前 K 个高频元素
题目链接：347. 前 K 个高频元素 - 力扣（LeetCode）
思考：这道题自己写很难写出来，我也是看了答案才理解思路。
这道题要做的就是1、统计元素出现的频率；2、对频率排序；3、取频率最大的前k个，输出对应的元素。
首先统计频率很容易会想到用哈希表，由于本题数组长度会很大，用数组的形式进行统计的话很不方便，因此考虑用字典统计，元素值为key，频次为value。
随后需要对频率排序，因为频率保存在了字典的value中无法直接排序，因此可以考虑新建一个字典，以频次为key，value为元素。
这样就可以对key进行排序，即频率排序。用一个list存储排序后的频率，由小到大排序，因此频率最大的元素对应list的最后位置。
每次只需要记录最大频率对应的元素，记录一次就可以将list的末位元素移除。要统计k个频率最大元素，所以统计k次就好。这里要注意的问题是，可能存在多个元素出现的频率一样，这样的话，当这个频率在前k个里面时，一下就增加了多个元素，其实已经找到了k个元素了，但是统计次数还没有到k次，这样就会出错。因此，在统计时需要保证key存在，否则无需统计k次，而且当多个元素频率相同时，这些元素都会被记录，但是只能给出k个元素，因此对于result要做切片保证只给k个结果。
代码：
class Solution:
def topKFrequent(self, nums: List[int], k: int) -> List[int]:
# 使用字典统计数字出现次数
time_dict = defaultdict(int)
for num in nums:
time_dict[num] += 1
# 更改字典，key为出现次数，value为相应的数字的集合
index_dict = defaultdict(list)
for key in time_dict:
index_dict[time_dict[key]].append(key)
# 排序
key = list(index_dict.keys())
key.sort()
result = []
cnt = 0
# 获取前k项
while key and cnt != k:
result += index_dict[key[-1]]
cnt += 1
key.pop()
return result[: k]