347 前k个高频元素
步骤1:统计元素频率
使用哈希表(unordered_map
)统计每个元素的出现次数,时间复杂度为 O(n)。
步骤2:构建最小堆维护Top K
- 优先队列(最小堆):用
priority_queue
维护当前频率最高的k个元素。 - 堆的排序依据:根据元素的频率排序,堆顶是当前堆中频率最小的元素。
- 操作逻辑:遍历哈希表,将元素插入堆中,若堆大小超过k则弹出堆顶元素,确保堆中始终保留频率最高的k个元素。时间复杂度为 O(n log k)
步骤3:提取结果
将堆中的元素取出,存入结果数组。由于堆顶是频率最小的元素,最终结果无需反转顺序(题目允许任意顺序
关键点解析
- 哈希表统计频率:遍历数组一次,统计每个元素的出现次数。
- 最小堆优化时间复杂度:维护大小为k的堆,避免对所有元素排序,时间复杂度从O(n log n)优化到O(n log k) 。
- 优先队列的比较方式:使用
greater<pair<int, int>>
定义最小堆,按频率升序排列,堆顶始终是当前最小的频率值。
复杂度分析
- 时间复杂度:O(n log k),其中统计频率O(n),堆操作O(n log k)。
- 空间复杂度:O(n),哈希表存储所有元素的频率,堆最多存储k个元素。
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <queue>
using namespace std;
class Solution {
public:
vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
// 1. 统计频率
unordered_map<int, int> freq;
for (int num : nums) {
freq[num]++;
}
// 2. 构建最小堆筛选Top K
priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq;
// 引用 零拷贝
for (auto& [num, count] : freq) {
pq.push({count, num});
if (pq.size() > k) {
pq.pop();
}
}
// 3. 提取结果
vector<int> res;
while (!pq.empty()) {
res.push_back(pq.top().second);
pq.pop();
}
return res;
}
};
个