[LeetCode] 451.根据字符出现频率排序（Medium）C语言题解

题目

• 给定一个字符串，请将字符串里的字符按照出现的频率降序排列。

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示例

①示例1

• 输入: “tree”
• 输出: “eert”
• 解释: 'e’出现两次，'r’和’t’都只出现一次。
  | 因此’e’必须出现在’r’和’t’之前。此外，"eetr"也是一个有效的答案。

②示例2

• 输入: “cccaaa”
• 输出: “cccaaa”
• 解释: 'c’和’a’都出现三次。此外，"aaaccc"也是有效的答案。
  | 注意"cacaca"是不正确的，因为相同的字母必须放在一起。

③示例3

• 输入: “Aabb”
• 输出: “bbAa”
• 解释: 此外，"bbaA"也是一个有效的答案，但"Aabb"是不正确的。
  | 注意’A’和’a’被认为是两种不同的字符。

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说明

①数据范围(自测)

• 0 <= s[i] < 128

②相关话题

• 哈希表
• 堆
• 排序
• 字符串

③相似题目

• 347. 前K个高频元素 — 力扣网
• 347. Top K Frequent Elements — leetcode
• 387. 字符串中的第一个唯一字符 — 力扣网
• 387. First Unique Character in a String — leetcode

④题目地址

• 451. 根据字符出现频率排序 — 力扣网
• 451. Sort Characters By Frequency — leetcode

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解题方法

①哈希表 + 排序

• 数据的范围大概是 0 ~ 128，可用数组模拟的哈希表求解，速度最快(用空间换时间)。
• 用哈希表记录每个字符出现的次数，然后新建一个二维整型数组，第一列记录具体字符的ASC②码，第二列记录字符的出现次数，一一对应。
• 然后将出现次数从大到小排序，以便将字符串里的字符按照出现的频率降序排列。
• 时间复杂度：O(Nlogn)。
• 空间复杂度：O(N)。

②哈希表 + 字符数组

• 用哈希表记录每个字符出现的次数，然后新建一个二维字符数组，其行下标对应字符的出现次数，行字符串记录 出现次数 == 行下标 的字符总和，这样就可以"间接"对出现次数进行排序，降低了时间复杂度。
• 时间复杂度：O(N)。
• 空间复杂度：O(N)。(爆炸…)

ps：用这种方法折腾了好久…，结果发现空间复杂度太高，不能通过测试。修改了好久代码勉强通过提交后，又发现运行速度变得很慢，还不如暴力求解…

③哈希表(uthash)

• 用数组模拟的哈希表求解虽然直观，但是会浪费一些内存空间，所以更好的方法是使用 uthash。
• uthash 是一个用 C 语言编写的开源库，使用宏实现了哈希表的增删改查等功能。
• 用 uthash 统计不同字符的出现次数，然后使用其自带的排序功能将键值(字符)按照出现次数排序，最后遍历哈希表即可。
• 时间复杂度：O(N)。
• 空间复杂度：O(N)。

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代码详解

• 哈希表 + 排序

// 快排函数(降序)。
// 注意:只需要排序arr[i][0](代表不同字符出现的次数)。
int compare(const void* a, const void* b) {
   
    return ((int*)b)[0]-((int*)a)[0]; 
}

char* frequencySort(char* s) {
   
    int hash[128] = {
   0}, arr[128][2] = {
   0}, len = strlen(s), size = 0;
   
    // 哈希表。
    for (int i = 0; i < len; i++) 
        hash[s[i]]++