@@ -48,6 +48,7 @@ pop() -> 返回 4 。
48
48
49
49
## 前置知识
50
50
51
+ - 设计题
51
52
- 栈
52
53
- 哈希表
53
54
@@ -57,31 +58,60 @@ pop() -> 返回 4 。
57
58
58
59
## 思路
59
60
61
+ 设计题目基本都是选择好数据结构,那么算法实现就会很容易。 如果你不会这道题,并去看其他人的题解代码,会发现很多时候都比较容易理解。 你没有能做出来的原因很大程度上是因为** 对基础数据结构** 不熟悉。设计题基本不太会涉及到算法,如果有算法, 也比较有限,常见的有二分法。
62
+
63
+ 对于这道题来说,我们需要涉及一个栈。 这个栈弹出的不是最近压入栈的,而是频率最高的。
64
+
65
+ > 实际上,这已经不是栈了,只是它愿意这么叫。
66
+
67
+ 既然要弹出频率最高的,那么我们肯定要统计所有栈中数字的出现频率。由于数字范围比较大,因此使用哈希表是一个不错的选择。为了能更快的求出频率最高的,我们需要将频率最高的数字(或者其出现次数)存起来。
68
+
69
+ 另外题目要求** 如果最频繁的元素不只一个,则移除并返回最接近栈顶的元素** 。我们不妨就使用一个栈 fraq_stack 来维护,将相同频率的数字放到一个栈中。这样频率相同的我们直接出栈就可以取到** 最接近栈顶的元素** 啦。存储结构为:
70
+
71
+ ```
72
+ {
73
+ 3: [1,2,3],
74
+ 2: [1,2,3,4],
75
+ 1: [1,2,3,4,5]
76
+ }
77
+ ```
78
+
79
+ 上面的结构表示 :
80
+
81
+ - 1,2,3 出现了 3 次
82
+ - 4 出现了 2 次
83
+ - 5 出现了 1 次
84
+
85
+ 细心的同学可能发现了,频率为 2 的列表中同样存储了频率更高(这里是频率为 3)的数字。
86
+
87
+ 这是故意的。比如我们将 3 弹出,那么 3 其实就变成了频率为 2 的数字了。这个时候,我们如何将 3 插入到频率为 2 的栈的正确位置呢?其实你只要按照我上面的数据结构进行设计就没有这个问题啦。
88
+
60
89
我们以题目给的例子来讲解。
61
90
62
- - 使用fraq 来存储对应的数字出现次数。key 是数字,value频率
91
+ - 使用 fraq 来存储对应的数字出现次数。key 是数字,value 频率
63
92
64
93
![ ] ( https://tva1.sinaimg.cn/large/007S8ZIlly1ghluav001bj30d00la74y.jpg )
65
94
66
- - 由于题目限制“如果最频繁的元素不只一个,则移除并返回最接近栈顶的元素。”,我们考虑使用栈来维护一个频率表 fraq_stack。key是频率,value是数字组成的栈 。
95
+ - 由于题目限制“如果最频繁的元素不只一个,则移除并返回最接近栈顶的元素。”,我们考虑使用栈来维护一个频率表 fraq_stack。key 是频率,value 是数字组成的栈 。
67
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68
97
![ ] ( https://tva1.sinaimg.cn/large/007S8ZIlly1ghlub1bwg0j30k20i8gnh.jpg )
69
98
70
- - 同时用max_fraq 记录当前的最大频率值。
99
+ - 同时用 max_fraq 记录当前的最大频率值。
71
100
72
- - 第一次pop的时候,我们最大的频率是3。由fraq_stack 知道我们需要pop掉5 。
101
+ - 第一次 pop 的时候,我们最大的频率是 3。由 fraq_stack 知道我们需要 pop 掉 5 。
73
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103
![ ] ( https://tva1.sinaimg.cn/large/007S8ZIlly1ghlub2e82vj31160nan00.jpg )
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104
76
- - 之后pop依次是这样的 (红色数字表示顺序)
105
+ - 之后 pop 依次是这样的 (红色数字表示顺序)
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107
![ ] ( https://tva1.sinaimg.cn/large/007S8ZIlly1ghlub3rxt5j30pk0kitb7.jpg )
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## 关键点解析
81
110
82
111
- 栈的基本性质
83
- - hashtable的基本性质
84
- - push和pop的时候同时更新fraq,max_fraq 和 fraq_stack。
112
+ - hashtable 的基本性质
113
+ - fraq_stack 的设计。fraq_stack 中当前频率的栈要保存所有大于等于其频率的数字
114
+ - push 和 pop 的时候同时更新 fraq,max_fraq 和 fraq_stack。
85
115
86
116
## 代码
87
117
@@ -92,13 +122,13 @@ class FreqStack:
92
122
self .fraq = collections.defaultdict(lambda : 0 )
93
123
self .fraq_stack = collections.defaultdict(list )
94
124
self .max_fraq = 0
95
-
125
+
96
126
def push (self , x : int ) -> None :
97
127
self .fraq[x] += 1
98
128
if self .fraq[x] > self .max_fraq:
99
129
self .max_fraq = self .fraq[x]
100
- self .fraq_stack[self .fraq[x]].append(x)
101
-
130
+ self .fraq_stack[self .fraq[x]].append(x)
131
+
102
132
def pop (self ) -> int :
103
133
ans = self .fraq_stack[self .max_fraq].pop()
104
134
self .fraq[ans] -= 1
@@ -114,11 +144,13 @@ class FreqStack:
114
144
115
145
** 复杂度分析**
116
146
117
- - 时间复杂度:push 和 pop 平均时间复杂度是 $$ O(1) $$
118
- - 空间复杂度:$$ O(N) $$ ,其中N为数字的总数。
147
+ 这里的复杂度为均摊复杂度。
119
148
120
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149
+ - 时间复杂度:$O(1)$
150
+ - 空间复杂度:$O(1)$
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122
- ![ ] ( https://tva1.sinaimg.cn/large/007S8ZIlly1ghlub61ny5j31bi0hcq5s.jpg )
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