LeetCode_数据结构设计_困难_895. 最大频率栈

傷城~ 2023-10-06 22:39 77阅读 0赞

#### 目录 ####

*  1.题目
 *  2.思路
 *  3.代码实现（Java）

## 1.题目 ##

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。

来源：力扣（LeetCode）  
链接：https://leetcode-cn.com/problems/maximum-frequency-stack

## 2.思路 ##

（1）数据结构设计  
思路参考[数据结构设计：最大栈][Link 1]。

## 3.代码实现（Java） ##

//思路1————数据结构设计
    class FreqStack {
        
    
        //记录 FreqStack 中元素的最大频率
        int maxFreq;
        //记录 FreqStack 中每个元素对应的频率
        HashMap<Integer, Integer> valueToFreq;
        //记录频率对应的元素列表
        HashMap<Integer, Stack<Integer>> freqToValues;
    
        public FreqStack() {
        
            //初始化
            maxFreq = 0;
            valueToFreq = new HashMap<>();
            freqToValues = new HashMap<>();
        }
        
        public void push(int val) {
        
            //更新 valueToFreq
            int freq = valueToFreq.getOrDefault(val, 0) + 1;
            valueToFreq.put(val, freq);
            //更新 freqToValues
            freqToValues.putIfAbsent(freq, new Stack<>());
            freqToValues.get(freq).push(val);
            //更新 maxFreq
            maxFreq = Math.max(maxFreq, freq);
        }
        
        public int pop() {
        
            //从 freqToValues 中获取频率为 maxFreq 所对应的所有元素(保存在栈中)
            Stack<Integer> values = freqToValues.get(maxFreq);
            //获取栈顶元素
            int value = values.pop();
            //更新 valueToFreq
            int freq = valueToFreq.get(value) - 1;
            valueToFreq.put(value, freq);
            //更新 maxFreq
            if (values.isEmpty()) {
        
                maxFreq--;
            }
            return value;
        }
    }
    
    /**
     * Your FreqStack object will be instantiated and called as such:
     * FreqStack obj = new FreqStack();
     * obj.push(val);
     * int param_2 = obj.pop();
     */

[Link 1]: https://labuladong.github.io/algo/2/21/66/