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Python如何返回前K个最频繁的元素

发布时间:2022-03-18 14:02:56 来源:亿速云 阅读:142 作者:iii 栏目:云计算

本篇内容介绍了“Python如何返回前K个最频繁的元素”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!

题目描述

题目描述

给出一个非空的整数数组,返回其中前k个出现最频繁的元素。

Example
[1,1,1,2,2,3],k = 2,输出[1,2]

如果n是数组的大小,要求给出时间复杂度小于O(n log n)的算法。

算法分析

题目要求我们输出前k个出现最频繁的元素,因为k最大可以等于n,所以在最坏情况下我们需要统计所有数字的出现次数。那么这个问题就分成了两个部分:

  1. 统计所有不同的数字出现的次数

  2. 找出出现次数前k大的数字

对于问题1,因为数字可能很大,我们需要借助HashMap进行统计,时间复杂度是O(n)的。对于问题2,有多种方法:一种简单的方法是,对所有的次数快速排序,然后输出前k个,这样的时间复杂度是O(n log n),不符合本题的要求。我们需要进行优化。

因为最后只需要返回k个数字,所以我们只需要一直维护一个大小为k的小根堆。当新的数字出现的次数大于堆中最小的次数时,我们对堆进行更新。时间复杂度是O(n log k),是符合题目要求的。

那有没有办法进一步优化呢?因为k最坏情况下还是等于n的,n log k不是很理想。那么我们就需要换一种排序的方法。有一种排序的方法,其复杂度只和需要排序的数字的大小有关,而在本题中,需要排序的数字大小至多为n(某个数出现了n次)。答案是桶排序!桶排序就是用一个数组bucket记录每个数字出现的次数,每次把数字丢到相应编号的桶中,然后从后往前穷举每一个桶,取出其中的元素直到取满k个。时间复杂度是O(n)。
最后本问题的最优算法的时间复杂度是O(n)。

参考程序

Python如何返回前K个最频繁的元素

“Python如何返回前K个最频繁的元素”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站,小编将为大家输出更多高质量的实用文章!

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