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。

方法：哈希表和栈

class FreqStack {
    unordered_map<int, int> cnt; // 哈希表
    vector<stack<int>> stacks;
public:    
    void push(int val) {
        // 该元素的频率已经是目前最多的，现在又出现了一次
        if(cnt[val] == stacks.size()) 
            stacks.push_back({}); // 必须创建一个新栈
        stacks[cnt[val]].push(val); // stacks从0开始
        ++ cnt[val]; // 更新频率
    }
    
    int pop() {
        int val = stacks.back().top(); // 弹出最右侧栈的栈顶
        stacks.back().pop();
        if(stacks.back().empty()) // 栈为空
            stacks.pop_back(); // 删除
        --cnt[val]; // 更新频率
        return val;
    }
};

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

心得

• 一看到这题是困难，加上要写结构体，我还没接触过，直接看题解了。

方法：哈希表和栈

• 核心思路：把频率不同的元素，压入到不同的栈中。每次出栈的时候，弹出含有频率最高元素的栈的栈顶。
  同时，为了知道每个元素的频率，还需要维护一个实时的哈希表。
  

参考资料：

1. 没想明白？一个动画秒懂！（Python/Java/C++/Go）