https://leetcode-cn.com/problems/maximum-frequency-stack/
实现 FreqStack,模拟类似栈的数据结构的操作的一个类。
FreqStack 有两个函数:
push(int x),将整数 x 推入栈中。
pop(),它移除并返回栈中出现最频繁的元素。
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。
示例:
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:
执行六次 .push 操作后,栈自底向上为 [5,7,5,7,4,5]。然后:
pop() -> 返回 5,因为 5 是出现频率最高的。
栈变成 [5,7,5,7,4]。
pop() -> 返回 7,因为 5 和 7 都是频率最高的,但 7 最接近栈顶。
栈变成 [5,7,5,4]。
pop() -> 返回 5 。
栈变成 [5,7,4]。
pop() -> 返回 4 。
栈变成 [5,7]。
提示:
对 FreqStack.push(int x) 的调用中 0 <= x <= 10^9。
如果栈的元素数目为零,则保证不会调用 FreqStack.pop()。
单个测试样例中,对 FreqStack.push 的总调用次数不会超过 10000。
单个测试样例中,对 FreqStack.pop 的总调用次数不会超过 10000。
所有测试样例中,对 FreqStack.push 和 FreqStack.pop 的总调用次数不会超过 150000。
- 栈
- 哈希表
我们以题目给的例子来讲解。
- 使用fraq 来存储对应的数字出现次数。key 是数字,value频率
- 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。
-
同时用max_fraq 记录当前的最大频率值。
-
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。
- 之后pop依次是这样的(红色数字表示顺序)
- 栈的基本性质
- hashtable的基本性质
- push和pop的时候同时更新fraq,max_fraq 和 fraq_stack。
class FreqStack:
def __init__(self):
self.fraq = collections.defaultdict(lambda: 0)
self.fraq_stack = collections.defaultdict(list)
self.max_fraq = 0
def push(self, x: int) -> None:
self.fraq[x] += 1
if self.fraq[x] > self.max_fraq:
self.max_fraq = self.fraq[x]
self.fraq_stack[self.fraq[x]].append(x)
def pop(self) -> int:
ans = self.fraq_stack[self.max_fraq].pop()
self.fraq[ans] -= 1
if not self.fraq_stack[self.max_fraq]:
self.max_fraq -= 1
return ans
# Your FreqStack object will be instantiated and called as such:
# obj = FreqStack()
# obj.push(x)
# param_2 = obj.pop()
复杂度分析
- 时间复杂度:push 和 pop 平均时间复杂度是
$O(1)$ - 空间复杂度:$O(N)$,其中N为数字的总数。
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