12-今日三扣(LeetCode)-347-桶排序(出现频率的排序)-M-451-桶排序-M -75-荷兰国旗问题-M

347. 前 K 个高频元素

LeetCode
给定一个非空的整数数组,返回其中出现频率前 k 高的元素。
要求时间复杂度nlogn以下。

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]

题解

两个关键点:

  • 使用HashMap来记录访问的次数
  • 使用PriorityQueue创建大顶堆,根据HashMap里面存储的次序对其进行排序,然后取前k个。或者创建大小为k的小顶堆

时间复杂度分析:

  • 遍历一次数组O(n)
  • 创建堆nO(logn)/ 如果大小为k的小顶堆,则为kO(logk)
  • 结果存储O(k)
    最终时间复杂度nO(logn)

空间复杂度:

  • O(n)
class Solution {
     
        public int[] topKFrequent(int[] nums, int k) {
     
    	// 存储次数.桶
    	Map<Integer, Integer> frec = new HashMap<>();
    	
    	// 遍历次数
    	for(int i : nums) {
     
    		frec.put(i, frec.getOrDefault(i, 0)+1);
    	}
    	
    	//大顶堆,会比保存k个小顶堆浪费空间且速度略慢与k size的小顶堆。
    	Queue<Integer> bigHeadQueue = new PriorityQueue<>((o1,o2)->frec.get(o2)-frec.get(o1));
    	
    	for(int i: frec.keySet()) {
     
    		bigHeadQueue.add(i);
    	}
    	
    	int[] ret = new int[k];
    	for(int i=0; i<k; i++) {
     
    		ret[i] = bigHeadQueue.poll();
    	}
    	return ret;
    }

}

其他思路

使用List>来存出结果,然后调用Collections.sort来排序应该也可以达到时间复杂度要求。

451. 根据字符出现频率排序

LeetCode
给定一个字符串,请将字符串里的字符按照出现的频率降序排列。

示例 1:
输入:
"tree"
输出:
"eert"
解释:
'e'出现两次,'r'和't'都只出现一次。
因此'e'必须出现在'r'和't'之前。此外,"eetr"也是一个有效的答案。
示例 2:
输入:
"cccaaa"
输出:
"cccaaa"

解释:
'c'和'a'都出现三次。此外,"aaaccc"也是有效的答案。
注意"cacaca"是不正确的,因为相同的字母必须放在一起。
示例 3:

输入:
"Aabb"

输出:
"bbAa"

解释:
此外,"bbaA"也是一个有效的答案,但"Aabb"是不正确的。
注意'A'和'a'被认为是两种不同的字符。

题解

还是桶排序,思路同上一个:
注意:这里用来技术的count的key是String。换成了Character也可以,他俩效率基本相同。

class Solution {
     
    public String frequencySort(String s) {
     
        // 记录每个字符出现的次数
        Map <String, Integer> count = new HashMap<>();

        for(int i=0; i<s.length(); i++){
     
            String key = s.substring(i,i+1);
            count.put(key, count.getOrDefault(key, 0)+1);
        }

        Queue<String> bigHeadQ = new PriorityQueue<>((o1, o2)-> count.get(o2)-count.get(o1));
        //插入大顶堆
        for(String str : count.keySet()){
     
            bigHeadQ.add(str);
        }

        //输出结果
        String ret = "";
        while(!bigHeadQ.isEmpty()){
     
            String key = bigHeadQ.poll();
            for(int i=0; i<count.get(key); i++){
     
                ret=ret+key;
            }
        }
        return ret;
    }
}

75. 颜色分类(荷兰国旗)

LeetCode
给定一个包含红色、白色和蓝色,一共 n 个元素的数组,原地对它们进行排序,使得相同颜色的元素相邻,并按照红色、白色、蓝色顺序排列。

此题中,我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。

注意:
不能使用代码库中的排序函数来解决这道题。

示例:

输入: [2,0,2,1,1,0]
输出: [0,0,1,1,2,2]

进阶:

一个直观的解决方案是使用计数排序的两趟扫描算法。
首先,迭代计算出0、1 和 2 元素的个数,然后按照0、1、2的排序,重写当前数组。
你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗?

题解

这个用上面的桶排序也可以解决。
但是、人家希望的是原地排序

这道题只有三种颜色,即0,1,2。 所有的0都应该在开头,所有的2都应该末尾。
那么根据这种想法:

  • 我们在左侧设置一个指针left,用来记录下一个0放的位置。
  • 在右侧放一个right指针,记录下一个2放的位置。
  • 用cur指针来记录当前遍历的位置。注意left=

即left左侧全为0 right右侧全为2
000000----left111111right222222

注意:
cur左侧的是已经扫描过的。即已经是有序的了。所以每次发现0进行左侧交换,如果左侧有1那么交换来的一定是1。无需再次扫描cur,直接右移cur即可。

class Solution {
     
	 public void sortColors(int[] nums) {
     
	        int left = 0;
	        int right = nums.length-1;
	        int cur = 0;
	        int len = nums.length;
	        
	        while(cur<=right){
     
                
	            if(nums[cur] == 0){
     
	                swap(nums, cur, left);
	                //交换来的新的没有验证
	                left++;
                    // cur 左侧只有0和1,所以交换过来的一定是1或0。且左侧整体有序。可以直接移动cur
                    cur++;
	            }else if(nums[cur]==2){
     
	                swap(nums, cur, right);
	                right--;
	            }else{
     
	                //当前是1, 不动。
	                cur++;
	            }
	        }
	    }

	    private void swap (int []nums, int i , int j){
     
	        int temp = nums[i];
	        nums[i] = nums[j];
	        nums[j] = temp;
	    }
}

时间复杂度O(n)
空间复杂度O(1)

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