LeetCode 0895. 最大频率栈

【LetMeFly】895.最大频率栈

力扣题目链接：https://leetcode.cn/problems/maximum-frequency-stack/

设计一个类似堆栈的数据结构，将元素推入堆栈，并从堆栈中弹出出现频率最高的元素。

实现 FreqStack 类:

• FreqStack() 构造一个空的堆栈。
• void push(int val) 将一个整数 val 压入栈顶。
• int pop() 删除并返回堆栈中出现频率最高的元素。
  • 如果出现频率最高的元素不只一个，则移除并返回最接近栈顶的元素。

 

示例 1：

输入：
["FreqStack","push","push","push","push","push","push","pop","pop","pop","pop"],
[[],[5],[7],[5],[7],[4],[5],[],[],[],[]]
输出：[null,null,null,null,null,null,null,5,7,5,4]
解释：
FreqStack = new FreqStack();
freqStack.push (5);//堆栈为 [5]
freqStack.push (7);//堆栈是 [5,7]
freqStack.push (5);//堆栈是 [5,7,5]
freqStack.push (7);//堆栈是 [5,7,5,7]
freqStack.push (4);//堆栈是 [5,7,5,7,4]
freqStack.push (5);//堆栈是 [5,7,5,7,4,5]
freqStack.pop ();//返回 5 ，因为 5 出现频率最高。堆栈变成 [5,7,5,7,4]。
freqStack.pop ();//返回 7 ，因为 5 和 7 出现频率最高，但7最接近顶部。堆栈变成 [5,7,5,4]。
freqStack.pop ();//返回 5 ，因为 5 出现频率最高。堆栈变成 [5,7,4]。
freqStack.pop ();//返回 4 ，因为 4, 5 和 7 出现频率最高，但 4 是最接近顶部的。堆栈变成 [5,7]。

 

提示：

• 0 <= val <= 109
• push 和 pop 的操作数不大于 2 * 104。
• 输入保证在调用 pop 之前堆栈中至少有一个元素。

方法一：哈希表设计

其实主要也就是两个数据结构，一个是int转int的哈希表，一个是int转stack的哈希表

• unordered_map value2times记录一个数值出现的次数。假如value2times[1] = 5，那么就说明栈中有5个1
• unordered_map> times2values记录某个频率的数。假如times2values[3] = [1, 2, 5，那么就说明1、2、5都出现过3次

最后，我们再使用一个整数类型的数据maxTimes来记录整个栈中的“最大频率”

当元素入栈时：

假设入栈了元素val，那么val在栈中出现的次数增加（value2times[val]++）

出现次数增加后，这个元素出现了value2times[val]次（记为thisTimes）

那么我们同时就需要将这个元素插入times2values[thisTimes]这个栈中

最后，更新整个栈中的最大频率maxTimes即可

当元素出栈时：

通过maxTimes我们可以得到栈中元素的“最大出现次数”

因此，value2times[maxTimes]栈的栈顶元素记为要找的元素。（记为value）

将这个元素弹出栈，并将这个元素在栈中的出现次数减一。

如果出栈后maxTimes对应的栈空了，那么就将maxTimes减1

• 时间复杂度$O(1)$，单次入栈和出栈的时间复杂度都是$O(1)$
• 空间复杂度$O(n)$，其中$n$是栈中的最大元素个数

AC代码

C++

class FreqStack {
private:
    unordered_map<int, int> value2times;
    unordered_map<int, stack<int>> times2values;
    int maxTimes;
public:
    FreqStack() {
        maxTimes = 0;
    }
    
    void push(int val) {
        value2times[val]++;
        int thisTimes = value2times[val];
        times2values[thisTimes].push(val);
        maxTimes = max(maxTimes, thisTimes);
    }
    
    int pop() {
        int value = times2values[maxTimes].top();
        times2values[maxTimes].pop();
        value2times[value]--;
        if (times2values[maxTimes].empty()) {
            maxTimes--;
        }
        return value;
    }
};
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