From 9159b3b2cada07d3b64e491ff2443b1a2d2a896b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: AC_Oier Date: Wed, 30 Nov 2022 11:46:08 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E2=9C=A8feat:=20add=20895?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- .../\345\223\210\345\270\214\350\241\250.md" | 1 + "Index/\346\250\241\346\213\237.md" | 1 + ...10\345\233\260\351\232\276\357\274\211.md" | 140 ++++++++++++++++++ 3 files changed, 142 insertions(+) create mode 100644 "LeetCode/891-900/895. \346\234\200\345\244\247\351\242\221\347\216\207\346\240\210\357\274\210\345\233\260\351\232\276\357\274\211.md" diff --git "a/Index/\345\223\210\345\270\214\350\241\250.md" "b/Index/\345\223\210\345\270\214\350\241\250.md" index 8b5b0c47..34da03b5 100644 --- "a/Index/\345\223\210\345\270\214\350\241\250.md" +++ "b/Index/\345\223\210\345\270\214\350\241\250.md" @@ -58,6 +58,7 @@ | [884. 两句话中的不常见单词](https://leetcode-cn.com/problems/uncommon-words-from-two-sentences/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode-cn.com/problems/uncommon-words-from-two-sentences/solution/gong-shui-san-xie-shu-ju-jie-gou-mo-ni-t-wwam/) | 简单 | 🤩🤩🤩🤩🤩 | | [888. 公平的糖果棒交换](https://leetcode-cn.com/problems/fair-candy-swap/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode-cn.com/problems/fair-candy-swap/solution/gong-shui-san-xie-yi-ti-shuang-jie-po-su-uant/) | 简单 | 🤩🤩 | | [890. 查找和替换模式](https://leetcode.cn/problems/find-and-replace-pattern/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode.cn/problems/find-and-replace-pattern/solution/by-ac_oier-s4cw/) | 中等 | 🤩🤩🤩🤩 | +| [895. 最大频率栈](https://leetcode.cn/problems/maximum-frequency-stack/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode.cn/problems/maximum-frequency-stack/solution/by-ac_oier-tquk/) | 困难 | 🤩🤩🤩🤩🤩 | | [930. 和相同的二元子数组](https://leetcode-cn.com/problems/binary-subarrays-with-sum/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode-cn.com/problems/binary-subarrays-with-sum/solution/gong-shui-san-xie-yi-ti-shuang-jie-qian-hfoc0/) | 中等 | 🤩🤩🤩 | | [954. 二倍数对数组](https://leetcode-cn.com/problems/array-of-doubled-pairs/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode-cn.com/problems/array-of-doubled-pairs/solution/by-ac_oier-d1z7/) | 中等 | 🤩🤩🤩 | | [961. 在长度 2N 的数组中找出重复 N 次的元素](https://leetcode.cn/problems/n-repeated-element-in-size-2n-array/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode.cn/problems/n-repeated-element-in-size-2n-array/solution/by-ac_oier-bslq/) | 简单 | 🤩🤩🤩🤩 | diff --git "a/Index/\346\250\241\346\213\237.md" "b/Index/\346\250\241\346\213\237.md" index cbcaf328..f30b94a8 100644 --- "a/Index/\346\250\241\346\213\237.md" +++ "b/Index/\346\250\241\346\213\237.md" @@ -126,6 +126,7 @@ | [883. 三维形体投影面积](https://leetcode-cn.com/problems/projection-area-of-3d-shapes/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode-cn.com/problems/projection-area-of-3d-shapes/solution/by-ac_oier-r6hj/) | 简单 | 🤩🤩🤩🤩 | | [884. 两句话中的不常见单词](https://leetcode-cn.com/problems/uncommon-words-from-two-sentences/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode-cn.com/problems/uncommon-words-from-two-sentences/solution/gong-shui-san-xie-shu-ju-jie-gou-mo-ni-t-wwam/) | 简单 | 🤩🤩🤩🤩 | | [890. 查找和替换模式](https://leetcode.cn/problems/find-and-replace-pattern/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode.cn/problems/find-and-replace-pattern/solution/by-ac_oier-s4cw/) | 中等 | 🤩🤩🤩🤩 | +| [895. 最大频率栈](https://leetcode.cn/problems/maximum-frequency-stack/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode.cn/problems/maximum-frequency-stack/solution/by-ac_oier-tquk/) | 困难 | 🤩🤩🤩🤩🤩 | | [896. 单调数列](https://leetcode-cn.com/problems/monotonic-array/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode-cn.com/problems/monotonic-array/solution/wei-shi-yao-yi-ci-bian-li-yao-bi-liang-c-uglp/) | 简单 | 🤩🤩🤩🤩 | | [905. 按奇偶排序数组](https://leetcode-cn.com/problems/sort-array-by-parity/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode-cn.com/problems/sort-array-by-parity/solution/by-ac_oier-nuz7/) | 简单 | 🤩🤩🤩 | | [915. 分割数组](https://leetcode.cn/problems/partition-array-into-disjoint-intervals/) | [LeetCode 题解链接](https://leetcode.cn/problems/partition-array-into-disjoint-intervals/solution/by-ac_oier-yyen/) | 中等 | 🤩🤩🤩🤩 | diff --git "a/LeetCode/891-900/895. \346\234\200\345\244\247\351\242\221\347\216\207\346\240\210\357\274\210\345\233\260\351\232\276\357\274\211.md" "b/LeetCode/891-900/895. \346\234\200\345\244\247\351\242\221\347\216\207\346\240\210\357\274\210\345\233\260\351\232\276\357\274\211.md" new file mode 100644 index 00000000..13dab4ea --- /dev/null +++ "b/LeetCode/891-900/895. \346\234\200\345\244\247\351\242\221\347\216\207\346\240\210\357\274\210\345\233\260\351\232\276\357\274\211.md" @@ -0,0 +1,140 @@ +### 题目描述 + +这是 LeetCode 上的 **[895. 最大频率栈](https://leetcode.cn/problems/maximum-frequency-stack/solution/by-ac_oier-tquk/)** ，难度为 **困难**。 + +Tag : 「哈希表」、「模拟」 + + + +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： +* $0 <= val <= 10^9$ +* `push` 和 `pop` 的操作数不大于 $2 \times 10^4$ +* 输入保证在调用 `pop` 之前堆栈中至少有一个元素 + +--- + +### 哈希表 + +这是一道很纯的哈希表题儿。 + +首先，我们容易想到建立 **第一个哈希表 `cnts` 用于记录某个数值的出现次数，`cnts[val] = c` 含义为数值 `val` 当前在栈中的出现次数为 `c`。我们称该哈希表为「计数哈希表」**。 + +再结合每次 `pop` 需要返回「频率最大的元素，若有多个则返回最考虑栈顶的一个」的要求，我们还可以 **建立第二个哈希 `map`，该哈希表以「出现次数 `c`」为键，以「出现次数均为 `c` 的元素序列」为值，`map[c] = A = [...]` 含义为出现次数为 `c` 的序列为 `A`，并且序列 `A` 中的结尾元素为出现次数为 `c` 的所有元素中最靠近栈顶的元素。我们称该哈希表为「分桶哈希表」**。 + +最后再额外使用一个变量 `max` 记录当前最大出现频数，不难发现，`max` 必然是以步长 $\pm 1$ 进行变化（当出现次数为 `max` 的元素被 `pop` 掉了一个后，必然剩下 `max - 1` 个），因此当我们在某次 `pop` 操作后发现出现次数为 `max` 的集合为空时，对 `max` 进行自减操作即可。 + +将题目给的样例作为 🌰 ，大家可以看看 `cnts`、`map` 和 `max` 三者如何变化，以及 `pop` 的更新逻辑： + +![image.png](https://pic.leetcode.cn/1669771856-XhpLSw-image.png) + +Java 代码： +```Java +class FreqStack { + Map> map = new HashMap<>(); + Map cnts = new HashMap<>(); + int max; + public void push(int val) { + cnts.put(val, cnts.getOrDefault(val, 0) + 1); + int c = cnts.get(val); + List list = map.getOrDefault(c, new ArrayList<>()); + list.add(val); + map.put(c, list); + max = Math.max(max, c); + } + public int pop() { + List list = map.get(max); + int ans = list.remove(list.size() - 1); + cnts.put(ans, cnts.get(ans) - 1); + if (list.size() == 0) max--; + return ans; + } +} +``` +TypeScript 代码： +```TypeScript +class FreqStack { + map: Map> = new Map>() + cnst: Map = new Map() + max: number = 0 + push(val: number): void { + if (!this.cnst.has(val)) this.cnst.set(val, 0) + this.cnst.set(val, this.cnst.get(val) + 1) + const c = this.cnst.get(val) + if (!this.map.has(c)) this.map.set(c, new Array()) + this.map.get(c).push(val) + this.max = Math.max(this.max, c) + } + pop(): number { + const ans = this.map.get(this.max).pop() + if (this.map.get(this.max).length == 0) this.max-- + this.cnst.set(ans, this.cnst.get(ans) - 1) + return ans + } +} +``` +Python 代码： +```Python +class FreqStack: + def __init__(self): + self.cnts = defaultdict(int) + self.map = defaultdict(list) + self.mv = 0 + + def push(self, val: int) -> None: + self.cnts[val] += 1 + c = self.cnts[val] + self.map[c].append(val) + self.mv = max(self.mv, c) + + def pop(self) -> int: + ans = self.map[self.mv].pop() + self.cnts[ans] -= 1 + self.mv -= 0 if self.map[self.mv] else 1 + return ans +``` +* 时间复杂度：所有操作均为 $O(1)$ +* 空间复杂度：所有入栈的节点最多会被存储两次，一次在计数哈希表中，一次在分桶哈希表中，复杂度为 $O(n)$ + +--- + +### 最后 + +这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 `No.895` 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先把所有不带锁的题目刷完。 + +在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。 + +为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码，我建立了相关的仓库：https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode 。 + +在仓库地址里，你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。 +