题目描述

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。

求解思路

1. 这道题目通过栈+Map结构来实现。
2. 核心思路就是:元素词频表统计每个元素出现的次数，栈集合维护每个频率下的元素。
3. 详细过程注释到了代码中，请结合代码理解。

实现代码

class FreqStack {
    //元素词频表
    private HashMap<Integer,Integer> map;
    //维护每一个频率次数下的栈
    private List<ArrayDeque<Integer>> stacks;

    public FreqStack() {
        map=new HashMap<>();
        stacks=new ArrayList<>();
    }
    
    public void push(int val) {
        // 返回每一个元素出现的次数
        int cnt=map.getOrDefault(val,0);
        // 如果当前位置的元素出现了多次，频率发生了改变，就新维护一个cnt次数下的元素栈
        if(cnt==stacks.size()){
            stacks.add(new ArrayDeque<>());
        }
        // 返回cnt次数位置下的栈，并添加元素
        stacks.get(cnt).push(val);
        // 更新元素词频表
        map.put(val,cnt+1);
    }
    
    public int pop() {
        // 因为我们维护的集合就是从左到右频率递增的，栈中的元素就是靠近栈顶的
        int right=stacks.size()-1;
        // 按照题目要求返回频率最高且最靠经栈顶的
        int value=stacks.get(right).pop();
        // 如果最后一个栈返回元素后为空 直接移除掉
        if(stacks.get(right).isEmpty()){
            stacks.remove(right);
        }
        // 更新元素词频表
        map.put(value,map.get(value)-1);
        // 返回结果
        return value;
    }
}

/**
 * Your FreqStack object will be instantiated and called as such:
 * FreqStack obj = new FreqStack();
 * obj.push(val);
 * int param_2 = obj.pop();
 */

运行结果