算法学习之优先队列相关的算法问题

题目要求

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

 

示例 1:

输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
输出: [1,2]
示例 2:

输入: nums = [1], k = 1
输出: [1]
提示：

1 <= nums.length <= 105
k 的取值范围是 [1, 数组中不相同的元素的个数]
题目数据保证答案唯一，换句话说，数组中前 k 个高频元素的集合是唯一的
进阶：你所设计算法的时间复杂度 必须 优于 O(n log n) ，其中 n 是数组大小。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/top-k-frequent-elements

解题代码：

class Solution {
public:
    vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
        assert(k > 0);

        // 统计每个元素出现的频率
        unordered_map<int, int> freq;
        for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
            freq[nums[i]]++;
        }
        assert(k <= freq.size());

        // 扫描freq，维护当前出现频率最高的k个元素
        // 在优先队列中，按照频率排序，所以数据对是（频率，元素）的样式
        priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq;
        for (unordered_map<int, int>::iterator iter = freq.begin();
        iter != freq.end(); iter++) {
            if (pq.size() == k) {
                if (iter->second > pq.top().first) {
                    pq.pop();
                    pq.push(make_pair(iter->second, iter->first));
                }
            } else {
                pq.push(make_pair(iter->second, iter->first));
            }
        }

        vector<int> res;
        while (!pq.empty()) {
            res.push_back(pq.top().second);
            pq.pop();
        }
        return res;
    }
};