leetcode 347.前k个常见的元素

leetcode 347.前k个常见的元素

参考资料[blind75](Practice (neetcode.io)) ，[代码随想录](代码随想录 (programmercarl.com))

一、力扣[第347题](Top K Frequent Elements - LeetCode)有序数组的平方

（[视频链接](Top K Frequent Elements - Bucket Sort - Leetcode 347 - Python (youtube.com))）

本题Python相关用法

1. 初始化列表：

目的	代码	作用
设置初始列表长度，随给定数组变化	freq = [[] for i in range(len(nums) + 1)]	初始化一个包含特定数量空列表的列表

目的	拆分代码	作用
创建范围	range(len(nums) + 1)	range 函数的范围是从起始值（包括）到结束值（不包括），并且可以通过指定步长来调整范围中的间隔。 本句： 1.创建一个范围，包含从 0 到 len(nums) 的整数。 2.共有 len(nums) + 1 个元素,即：[0,len(nums)] 。 3.注意：这里的“+1”只是考虑到range函数左闭右开的特性，为了使列表的范围包含边界len(nums)。 range函数默认步长为1，这里没有指定步长。如果想要指定步长为2，则可改为range(0, len(nums) + 1, 2)
遍历元素	for i in range(len(nums) + 1)	遍历上述范围中的每个元素，用变量 i 表示当前元素。这里的元素即为[0,len(nums)**]**的整数。
列表推导式（List Comprehension）	[[] for i in range(len(nums) + 1)]	对于每个 i，创建一个空列表 []，将这些空列表组成一个新的列表。最终得到一个包含 len(nums) + 1 个空列表的列表。 注意：这是处理列表的固定操作，但是这里的子方括号不是固定用法，只是许多操作方式的一种，具体用法如下。

2. 列表推导式（List Comprehension）：

代码基本形式	作用
[对元素的处理/转换 for 迭代对象中的元素 in 列表/元组/字符串等可迭代对象 if 可选条件]	列表推导式是一种简洁的语法结构 用于在一行内创建、转换和过滤列表。

功能	代码	输出
生成平方数列表	squares = [x**2 for x in range(5)]	[0, 1, 4, 9, 16]
筛选偶数	even_numbers = [x for x in range(10) if x % 2 == 0]	[0, 2, 4, 6, 8]
转换为大写	words = ["apple", "banana", "cherry"] uppercase_words = [word.upper() for word in words]	['APPLE', 'BANANA', 'CHERRY']
生成和为偶数的元组列表	pairs = [(x, y) for x in range(3) for y in range(3) if (x + y) % 2 == 0]	[(0, 0), (0, 2), (1, 1), (2, 0), (2, 2)]

本题思路梳理

我的思路：解决这个问题，首先需要对数组里的数字出现次数进行统计

1. 知识迁移（旧知识）：联想到组字谜的题目中，为了统计字符串的字母数量，定义了count[]列表将字母转换为列表嘚索引，每遍历到一个字母就在对应的位置加1，从而实现计数功能。
2. 知识迁移（新问题）：本题数字天然顺序从0开始，与索引一致。然而字母有限最多26个，而本题数组几乎不限，造成的复杂度很大。
3. 解决方法：然后就没有然后了。。

本题思路： 一般的思路是数组中的数字当索引，列表值来统计出现次数，然而本题只需要前K个最频繁的数字，所以可以颠倒过来，让次数当索引，数字填在对应次数的位置上恒威列表的值（其中，列表值的属性为列表，以防有数字出现次数相同）。其中，列表的索引最大值为数组长度（最坏的情况，每个数字都不同），即列表长度最大为数组长度加1（索引从0开始）

题串思路：

1. 先利用哈希表计算出每个元素频率
2. 215题：数组中的第K个最大元素

本题解答（带注释）

class Solution:
    def topKFrequent(self, nums: List[int], k: int) -> List[int]:
        # 创建一个字典 count 用于记录每个数字出现的次数
        count = {}
        # 创建一个频率列表 freq，索引 i 对应的列表存储数字出现频率为 i 的数字
        freq = [[] for i in range(len(nums) + 1)]

        # 计算每个数字的出现次数
        for n in nums:
            count[n] = 1 + count.get(n, 0)
        
        # 将数字按照出现频率分组存储在 freq 列表中
        for n, c in count.items():
            freq[c].append(n)

        # 从高频率向低频率遍历 freq 列表，将数字加入结果列表 res
        res = []
        for i in range(len(freq) - 1, 0, -1):
            for n in freq[i]:
                res.append(n)
                # 当结果列表长度达到 k 时，返回结果
                if len(res) == k:
                    return res

        # 如果 k 大于等于列表长度，直接返回结果列表
        return res