Given a non-empty array of integers, return the k most frequent elements.

Example 1:

Input: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
Output: [1,2]

Example 2:

Input: nums = [1], k = 1
Output: [1]

Note:

• You may assume k is always valid, 1 ≤ k ≤ number of unique elements.
• Your algorithm's time complexity must be better than O(n
   log n), where n is the array's size.

這道題給了我們一個數組，讓我們統計前k個高頻的數字，那麼對於這類的統計數字的問題，首先應該考慮用HashMap來做，建立數字和其出現次數的對映，然後再按照出現次數進行排序。我們可以用堆排序來做，使用一個最大堆來按照對映次數從大到小排列，在C++中使用priority_queue來實現，預設是最大堆，參見程式碼如下：

解法一：

class Solution {
public:
    vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int
 
 k) {
        unordered_map<int, int> m;
        priority_queue<pair<int, int>> q;
        vector<int> res;
        for (auto a : nums) ++m[a];
        for (auto it : m) q.push({it.second, it.first});
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            res.push_back(q.top().second); q.pop();
        }
        
 
return res;
    }
};

當然，既然可以使用最大堆，還有一種可以自動排序的資料結構TreeMap，也是可以的，這裡就不寫了，因為跟上面的寫法基本沒啥區別，就是換了一個數據結構。

我們還可以使用桶排序，在建立好數字和其出現次數的對映後，我們按照其出現次數將數字放到對應的位置中去，這樣我們從桶的後面向前面遍歷，最先得到的就是出現次數最多的數字，我們找到k個後返回即可，參見程式碼如下：

解法二：

class Solution {
public:
    vector<int> topKFrequent(vector<int>& nums, int k) {
        unordered_map<int, int> m;
        vector<vector<int>> bucket(nums.size() + 1);
        vector<int> res;
        for (auto a : nums) ++m[a];
        for (auto it : m) {
            bucket[it.second].push_back(it.first);
        }
        for (int i = nums.size(); i >= 0; --i) {
            for (int j = 0; j < bucket[i].size(); ++j) {
                res.push_back(bucket[i][j]);
                if (res.size() == k) return res;
            }
        }
        return res;
    }
};

類似題目：

參考資料：