C++实现数组中出现最频繁的前top k个元素

要求: 时间复杂度小于等于 nlogn.

算法解题思路:

1, 由于原始数组是杂乱无序的, 所以 统计数组中元素出现的次数时间复杂度达到了n^2, 不符合题意.

2, 在统计数组中的元素出现次数之前, 先对数组进行排序, 用时间复杂度是 nlogn的排序算法进行排序,  在这里用C++ 中函数库STL中的sort直接排序, 关于STL中sort实现(成熟的快速排序算法, 结合了内插排序,具体读读STL中实现).

3. 从排好序的第一个元素开始扫描,  统计每个元素出现的次数,时间复杂度为n.

4. 由3给出的每个元素的统计情况,  与2类似的方法进行从大到小排序,  取出前K个对应元素即可,时间复杂度nlogn.

附源代码:

#include<vector>
#include<algorithm>
#include<cstdlib>
#include<iostream>
using namespace std;

/*this  practice C++  knowledge:
vector  : useage,     memory management, iterator
algorithm:sort(), user identify function
cstdlib: creating random number
*/
struct key_value{
     int key;
     int num;
};

bool compare(const key_value& k1, const key_value& k2) {
        return k1.num>k2.num;
}
class Solution {
    public:
        vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
            int j=0;
            int number=1;
            int num=nums.size();
            vector<key_value> topk;
            vector<int>* key=new  vector<int>(0);//very important
            sort(nums.begin(),nums.end());//原始数组排序
            for(int i=1;i<num;i++){
                if(nums[i]==nums[j]){
                    number++;
                }
                else{
                    key_value kv;
                    kv.key=nums[j];
                    kv.num=number;
                    topk.push_back(kv);
                    number=1;
                    j=i;
                }
            }//统计元素的频数
            key_value kv;
            kv.key=nums[j];
            kv.num=number;
            topk.push_back(kv);//统计最后一个元素
            sort(topk.begin(),topk.end(), compare);
            j=1;
            for(vector<key_value>::iterator it=topk.begin();it!=topk.end()&&(j<=k);it++){
              key->push_back((*it).key);
              j++;
            }//前K个元素取出来
            return (*key);
        }

};
int main(){
    Solution sl;
    vector<int>::iterator it;
    vector<int> v;
    for(int i=0;i<10;i++)
           v.push_back(rand()%10+1);
    vector<int> topk=sl.topKFrequent(v,2);//取出数组中出现次数最频繁的前K个元素.,这里是2
    for(it=topk.begin();it!=topk.end();it++)
      cout<<(*it)<<" , ";
    cout<<endl;
    return 0;
}