leetcode347.Top K Frequent Elements

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题目要求

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Given a non-empty array of integers, return the k most frequent elements.

For example,
Given [1,1,1,2,2,3] and k = 2, return [1,2].

Note: 
You may assume k is always valid, 1 ≤ k ≤ number of unique elements.
Your algorithm's time complexity must be better than O(n log n), where n is the array's size.

假设有一个非空的整数数组，从中获得前k个出现频率最多的数字。

思路和代码

这里有一个额外要求即时间复杂度要优于O(n log n)，也就是说我们无法采用先排序再顺序计算的方式来进行统计，
因为最好的排序算法其平均的时间复杂度也需要O(n log n)。
那么有没有别的方法可以让我们达到更好的效率呢？

这里的核心思路是桶排序，我们通过使用n+1个桶（其中第i个桶代表出现i次的数据）来汇拢每个数字出现的次数。
先用HashMap来统计出现次数，然后将其丢到对应的桶中，最后从最高的桶开始向低的桶逐个遍历，取出前k个频率的数字。

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public List<Integer> topKFrequent(int[] nums, int k) {
    List<Integer>[] buckets = new List[nums.length + 1];
    Map<Integer, Integer> frequency = new HashMap<Integer, Integer>();
    
    for(int num : nums){
        frequency.put(num, frequency.getOrDefault(num, 0) + 1);
    }
    
    for(int key : frequency.keySet()){
        int frequencyOfKey = frequency.get(key);
        if(buckets[frequencyOfKey] == null){
            buckets[frequencyOfKey] = new ArrayList<Integer>();
        }
        buckets[frequencyOfKey].add(key);
    }
    
    List<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
    for(int i = buckets.length-1 ; i>=0 && k>result.size() ; i--){
        if(buckets[i] != null){
            result.addAll(buckets[i]);
        }
    }
    return result;
}