技術標籤：程式設計師程式碼面試指南

出現次數的TopK問題

題目描述

給定String型別的陣列strArr，再給定整數k，請嚴格按照排名順序列印 出次數前k名的字串。

[要求]

如果strArr長度為N，時間複雜度請達到 O ( N log ⁡ K ) O(N \log K) O(NlogK)

輸入描述：

第一行兩個整數N, k。N表示陣列大小
接下來N行，每行一個字串

輸出描述：

輸出K行，每行有一個字串和一個整數。
你需要按照出現出現次數由小到大輸出，若出現次數相同時字串字典序較小的優先輸出

示例1

輸入

4 2
1
2
3
4

輸出

1 1
2 1

示例2

輸入

4 2
1
1
2
3
 

輸出

1 2
2 1

備註：

1 ⩽ N ⩽ 1 0 5 1 \leqslant N \leqslant 10^5 1⩽N⩽105
∑ 字元個數 ⩽ 1 0 5 \sum \text{字元個數} \leqslant 10^5 ∑字元個數⩽105

1 ⩽ k ⩽ 本質不同的字串數 1 \leqslant k \leqslant \text{本質不同的字串數} 1⩽k⩽本質不同的字串數

保證輸入的字串僅含有大小寫字母/數字

題解：

一般涉及到 TopK 問題，首先應該考慮用堆。

• 首先，使用雜湊表統計每個字串的出現次數，時間複雜度 O ( n ) O(n) O(n)；
• 然後，將雜湊表的前 k 個元素插入到小根堆中，接著遍歷雜湊表剩下的元素，將其插入到小根堆中，始終保持堆中元素個數為 k 個，時間複雜度 O ( n l o g k ) O(nlogk)
  O(nlogk)；
• 最後，將堆中的元素排序，頻率從小到大，時間複雜度 O ( k l o g k ) O(klogk) O(klogk)。

所以，最終的時間複雜度為 O ( n l o g k ) O(nlogk) O(nlogk)。

程式碼：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <queue>
#include <unordered_map>

using namespace std;

typedef pair<string, int
 
> PSI;

class MyCompare {
public:
    bool operator()( const PSI& a, const PSI& b) const {
        if ( a.second == b.second )
            return a.first < b.first;
        return a.second > b.second;
    }
};

int main(void) {
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0), cout.tie(0);
    int n, k;
    cin >> n >> k;
    unordered_map<string, int> hash;
    string str;
    while ( n-- ) {
        cin >> str;
        hash[str] += 1;
    }
    priority_queue<PSI, vector<PSI>, MyCompare > heap;
    for ( auto& it : hash ) {
        if ( heap.size() != k ) heap.push( it );
        else {
            auto top = heap.top();
            if ( top.second == it.second && top.first > it.first 
                 || top.second < it.second ) {
                heap.pop();
                heap.push( it );
            }
        }
    }
    vector<PSI> ans;
    while ( heap.size() ) {
        ans.push_back( heap.top() );
        heap.pop();
    }
    for ( int i = k - 1; i >= 0; --i ) {
        cout << ans[i].first << ' ' << ans[i].second << endl;
    }
    return 0;
}