题目

查询用 K 替换给定索引后 Array 中最频繁的元素

题目描述

给定一个整数数组和一个索引，将该索引处的元素替换为指定的值 K，然后计算数组中最常见的元素。如果有多个元素出现同样的次数，则返回其中任意一个。

输入格式

• 第一行包含一个整数 N，表示数组的长度。

• 第二行包含 N 个整数，表示数组中的元素。

• 第三行包含一个整数 Q，表示询问次数。

• 接下来 Q 行，每行包含三个整数类型的值：pos，val 和 k，其中 pos 表示索引位置，val 表示将该位置的元素替换为 val，k 表示查询用 K 替换给定索引后 Array 中最频繁的元素。

输出格式

• 对于每个询问，输出一个整数，表示查询用 K 替换给定索引后 Array 中最频繁的元素。

输入样例

6
1 2 3 4 5 6
3
0 1 1
5 6 7
2 1 4

输出样例

1
7
1

程序实现

算法思路：

1. 首先，我们需要一个哈希表，以便能够在常数时间内快速查找某个元素是否在数组中出现过。

2. 然后，我们需要一个桶来记录每个元素在数组中出现的次数。

3. 接下来，我们需要一个最大堆，以便能够快速找到出现次数最多的元素。

4. 最后，我们使用上述数据结构，并对原本的数组进行修改，然后在桶和最大堆中更新相应的元素和元素出现的次数，最后从最大堆中取出堆顶元素即为出现次数最多的元素。

下面是具体的代码实现，其中用到了 HashMap，PriorityQueue 和 int[] 数组等数据结构：

import java.util.*;

public class Main {
    // 全局变量
    static int[] nums;
    static int n;
    static HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    static PriorityQueue<int[]> queue = new PriorityQueue<>(new Comparator<int[]>() {
        public int compare(int[] a, int[] b) {
            return b[1] - a[1];  // 将出现次数多的元素放在前面
        }
    });

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        n = sc.nextInt();
        nums = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            nums[i] = sc.nextInt();  // 初始化数组
            map.put(nums[i], map.getOrDefault(nums[i], 0) + 1);  // 初始化哈希表
        }
        for (Integer key : map.keySet()) {
            queue.offer(new int[] { key, map.get(key) });  // 初始化最大堆
        }
        int q = sc.nextInt();
        while (q-- > 0) {
            int pos = sc.nextInt();
            int val = sc.nextInt();
            int k = sc.nextInt();  // 输入
            update(pos, val, k);  // 更新
            System.out.println(queue.peek()[0]);  // 输出
        }
    }

    public static void update(int pos, int val, int k) {
        // 从哈希表和桶中删除旧值，更新最大堆，然后将新值放入哈希表和桶中，再更新最大堆
        map.put(nums[pos], map.get(nums[pos]) - 1);
        int[] arr = queue.poll();
        arr[1]--;
        if (arr[1] > 0) {
            queue.offer(arr);
        }
        map.put(val, map.getOrDefault(val, 0) + 1);
        queue.offer(new int[] { val, map.get(val) });
        nums[pos] = val;
    }
}