LeetCode 451 - 根据字符出现频率排序

文章目录

- 摘要
- 描述
- 题解答案（整体思路）
- [题解代码（Swift 可运行 Demo）](#题解代码（Swift 可运行 Demo）)
- 题解代码分析
- - [1. 为什么用 Dictionary 统计？](#1. 为什么用 Dictionary 统计？)
  - [2. 排序这一步在干什么？](#2. 排序这一步在干什么？)
  - [3. 为什么不能一边统计一边排序？](#3. 为什么不能一边统计一边排序？)
  - [4. 字符拼接这一步为什么这样写？](#4. 字符拼接这一步为什么这样写？)
- 示例测试及结果
- - [示例 1](#示例 1)
  - [示例 2](#示例 2)
  - [示例 3](#示例 3)
- 实际场景结合
- 时间复杂度
- 空间复杂度
- 总结

摘要

这道题看起来很简单：
统计字符出现次数，然后按次数排序。

但如果你真在工程里做过类似的事，比如：

搜索关键词权重排序
日志里统计最常出现的错误码
文本分析中提取高频字符或 Token

你会发现这类问题的核心，其实是「频率统计 + 排序策略」。

LeetCode 451 正好是一个非常干净、非常标准的模板题，非常适合用来练：

字符统计
排序规则设计
Swift 中 Dictionary + Array 的组合用法

描述

题目给你一个字符串 s，要求你：

统计每个字符在字符串中出现的次数
按出现频率 从高到低排序
相同字符必须放在一起
如果频率相同，字符之间的相对顺序不重要

需要注意的几个点：

大写字母和小写字母是 不同字符
字符串长度最大可以到 5 * 10^5
所以实现不能太"暴力"

题解答案（整体思路）

这道题的解法其实非常清晰，可以拆成三步：

第一步：统计字符频率

遍历字符串，用一个字典：

swift 复制代码

[Character: Int]

来记录每个字符出现的次数。

第二步：按频率排序

把字典转成数组：

swift 复制代码

[(Character, Int)]

然后按 value（出现次数）做降序排序。

第三步：按排序结果拼接字符串

排序完成后，按顺序把字符重复 count 次，拼接成最终字符串。

题解代码（Swift 可运行 Demo）

下面是完整、可直接运行的 Swift 实现：

swift 复制代码

class Solution {
    func frequencySort(_ s: String) -> String {
        // 1. 统计字符频率
        var freq: [Character: Int] = [:]
        for ch in s {
            freq[ch, default: 0] += 1
        }
        
        // 2. 按出现次数降序排序
        let sorted = freq.sorted { $0.value > $1.value }
        
        // 3. 构造结果字符串
        var result = ""
        for (ch, count) in sorted {
            result += String(repeating: ch, count: count)
        }
        
        return result
    }
}

题解代码分析

1. 为什么用 Dictionary 统计？

swift 复制代码

var freq: [Character: Int] = [:]

这是最自然、也最直观的方式：

key 是字符
value 是出现次数

Swift 的 Dictionary 对这种计数场景支持得非常友好。

2. 排序这一步在干什么？

swift 复制代码

let sorted = freq.sorted { $0.value > $1.value }

sorted 之后的数据结构其实是：

swift 复制代码

[(Character, Int)]

也就是一个 (字符, 次数) 的数组。

排序规则很简单：

谁出现次数多，谁排前面

3. 为什么不能一边统计一边排序？

因为：

统计是 O(n)
排序是 O(k log k)，k 是不同字符数量

混在一起只会让逻辑变复杂，不会更快。

4. 字符拼接这一步为什么这样写？

swift 复制代码

result += String(repeating: ch, count: count)

这一步非常直观：

一个字符出现几次，就拼接几次
保证相同字符一定是连续的

同时也满足了题目「相同字母必须放在一起」的要求。

示例测试及结果

示例 1

swift 复制代码

let solution = Solution()
print(solution.frequencySort("tree"))

输出可能是：

复制代码

eert

或者：

复制代码

eetr

都是正确结果。

示例 2

swift 复制代码

print(solution.frequencySort("cccaaa"))

输出：

复制代码

cccaaa

或者：

复制代码

aaaccc

示例 3

swift 复制代码

print(solution.frequencySort("Aabb"))

输出：

复制代码

bbAa

注意这里：

'A' 和 'a' 是不同字符
大小写不会混在一起

实际场景结合

这道题的模式在实际开发中非常常见，比如：

搜索系统里，统计关键词出现频率
日志分析中，找最常见的错误类型
文本分析中，做简单的词频或字符分布

把这套逻辑稍微改一下，就可以变成：

Top K 高频元素
热词统计
标签权重排序

时间复杂度

统计频率：O(n)
排序（字符种类数为 k）：O(k log k)
构造字符串：O(n)

总体时间复杂度：

复制代码

O(n + k log k)

在实际情况下，k 通常远小于 n。

空间复杂度

字典存储频率：O(k)
排序数组：O(k)
结果字符串：O(n)

空间复杂度：

复制代码

O(n + k)

总结

LeetCode 451 是一道非常「工程友好」的题：

思路清晰
模板性强
非常适合拿来练 Swift 的集合操作