Leetcode - Top K Frequent Elements

My code:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.PriorityQueue;

public class Solution {
    public List<Integer> topKFrequent(int[] nums, int k) {
        List<Integer> ret = new ArrayList<Integer>();
        if (nums == null || nums.length == 0 || k < 1) {
            return ret;
        }
        
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (!map.containsKey(nums[i])) {
                map.put(nums[i], 1);
            }
            else {
                map.put(nums[i], map.get(nums[i]) + 1);
            }
        }
        
        PriorityQueue<Map.Entry<Integer, Integer>> pq = new PriorityQueue<Map.Entry<Integer, Integer>>(k, new Comparator<Map.Entry<Integer, Integer>>() {
            public int compare(Map.Entry<Integer, Integer> i1, Map.Entry<Integer, Integer> i2) {
                return i1.getValue().compareTo(i2.getValue());
            }    
        });
        
        for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {
            pq.offer(entry);
            if (pq.size() > k) {
                pq.poll();
            }
        }
        
        while (!pq.isEmpty()) {
            ret.add(pq.poll().getKey());
        }
        Collections.sort(ret);
        return ret;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Solution test = new Solution();
        int[] nums = new int[]{5,2,5,3,5,3,1,1,3};
        System.out.println(test.topKFrequent(nums, 2));
    }
}

这道题目没能自己做出来,挺失望的。。。
看了答案;
reference:
https://discuss.leetcode.com/topic/44307/java-straightforward-o-n-n-k-lg-k-solution

我的思维是怎么样的?
我也想到了用 最小堆来做。但是最小堆的优先级是什么?应该是数字出现的频率。那么,最后的 k-heap,我们怎么把这些频率映射成我们需要的数字呢?如果多个数字出现的频率相同怎么办呢?

这会很麻烦,所以我放弃了。
于是看到了这个解法。
他也一定碰到了我的问题,并且以一种更好的方法解决了。
插入的是, Map.Entry

也就是说,我仍然以频率作为优先级,但是,我同时会保存住这个频率对应的数字。这样上面的问题就不存在了。

很巧妙。其实就是,
Priority index queue
时间复杂度应该是:
O(n log k)
空间复杂度是
O(k)

然后看到了一种更好的解法:

My code:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.PriorityQueue;

public class Solution {
    public List<Integer> topKFrequent(int[] nums, int k) {
        List<Integer> ret = new ArrayList<Integer>();
        if (nums == null || nums.length == 0 || k < 1) {
            return ret;
        }
        
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (!map.containsKey(nums[i])) {
                map.put(nums[i], 1);
            }
            else {
                map.put(nums[i], map.get(nums[i]) + 1);
            }
        }
        
        List<Integer>[] bucket = new List[nums.length + 1];
        for (Integer elem : map.keySet()) {
            int times = map.get(elem);
            if (bucket[times] == null) {
                bucket[times] = new ArrayList<Integer>();
            }
            bucket[times].add(elem);
        }
        
        for (int i = bucket.length - 1; i >= 0; i--) {
            if (bucket[i] != null) {
                for (int j = 0; j < bucket[i].size(); j++) {
                    ret.add(bucket[i].get(j));
                }
                if (ret.size() >= k) {
                    return ret;
                }
            }
        }   
        
        return ret;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Solution test = new Solution();
        int[] nums = new int[]{5,2,5,3,5,3,1,1,3};
        System.out.println(test.topKFrequent(nums, 2));
    }
}

Bucket sort
reference:
https://discuss.leetcode.com/topic/44237/java-o-n-solution-bucket-sort

因为某个数字出现的频率,最多是 nums.length + 1.
所以,他们的范围可以被限定在, [1, nums.length + 1]之间

于是将出现频率相同的数字放在同一个bucket内部,用ArrayList相连。
最后完工。然后倒着遍历这个bucket array,
当 ret.size() < k 时,将bucket 某个index下List 里面所有的Integer全部塞进返回结果。

然后学到了一个新东西。
我们都知道, Java 泛型和数组不能混用。于是很多时候我们要么进行强制转换,要么用List代替纯Array

现在有了一个更好的方法:

List<Integer>[] block = new List<Integer>[n];

好吧,这真的是我第一次见到这样的写法。。。

Anyway, Good luck, Richardo! -- 09/14/2016

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