239. 滑动窗口最大值

题目链接

题意

给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回 滑动窗口中的最大值 。

 

示例 1：

输入：nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输出：[3,3,5,5,6,7]
解释：
滑动窗口的位置                最大值
---------------               -----
[1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7
示例 2：

输入：nums = [1], k = 1
输出：[1]
 

提示：

1 <= nums.length <= 105
-104 <= nums[i] <= 104
1 <= k <= nums.length

解

解1

用栈实现单调栈, 由于需要拷贝, 超时了

/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */

struct stack{
    int top;
    int array[100005];
};

int* maxSlidingWindow(int* nums, int numsSize, int k, int* returnSize) {
    struct stack *st = (struct stack *)malloc(sizeof(struct stack));
    int *ans = (int *)malloc(sizeof(int) * 100005);
    int idx = 0;

    memset(ans, 0, sizeof(int) * 100005);

    memset(st, 0, sizeof(*st));
    st->top = -1;

    for (int i = 0; i < k; i++) {
        while (st->top != -1 && st->array[st->top] < nums[i]) {
            st->top--;
        } 

        st->array[++st->top] = nums[i];
    }

    ans[idx++] = st->array[0];

    for (int i = k; i < numsSize; i++) {
        while (st->top != -1 && st->array[st->top] < nums[i])  st->top--;

        st->array[++st->top] = nums[i];

        if (st->array[0] == nums[i-k]) {
            int j = 0;
            while (j < st->top) {
                st->array[j] = st->array[j+1];
                j++;
            }
            st->top--;
        }

        ans[idx++] = st->array[0];
    }

    *returnSize = idx;

    return ans;
}

解2: 队列实现单调栈

/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */

const int max = 1e5+10;
struct queue{
    int front, back;
    int array[100005];
};

int empty(struct queue *queue) {
    if (queue->front == queue->back) {
        return 1;
    }

    return 0;
}

void push(struct queue *que, int n) {
    while (!empty(que) && que->array[que->back] < n) {
        que->back--;
    }

    que->array[++que->back] = n;
}

void pop(struct queue *que, int n) {
    if (que->array[que->front+1] == n) {
        que->front++;
    }
}


int* maxSlidingWindow(int* nums, int numsSize, int k, int* returnSize) {
    struct queue *que = (struct queue *)malloc(sizeof(struct queue));
    int *ans = (int *)malloc(sizeof(int) * max);
    int idx = 0;

    memset(que, 0, sizeof(*que));
    que->front = que->back = -1;

    for (int i = 0; i < k; i++) {
        push(que, nums[i]);
    }

    ans[idx++] = que->array[que->front+1];

    for (int i = k; i < numsSize; i++) {
        pop(que, nums[i-k]);
        push(que, nums[i]);
        ans[idx++] = que->array[que->front+1];
    }

    *returnSize = idx;

    return ans;
}

347. 前 K 个高频元素

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题意

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。

解

小顶堆

class Solution {
public:
    struct cmp_pair {
        bool operator()(const pair<int, int>& lhs, const pair<int, int>& rhs) {
            return lhs.second > rhs.second;
        }
    };

    vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
        vector<int> ans(k);
        unordered_map<int, int> map;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            map[nums[i]]++;
        }

        priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, cmp_pair> pri_que;

        for (unordered_map<int, int>::iterator it = map.begin(); it != map.end(); it++) {
            pri_que.push(*it);
            if (pri_que.size() > k) {
                pri_que.pop();
            }
        }

        for (int i = k-1; i >= 0; i--) {
            ans[i] = pri_que.top().first;
            pri_que.pop();
        }

        return ans;
    }
};