按频率对字符进行排序 Java（最佳解决方案）答案

【问题标题】：Sort Characters By Frequency Java (Optimal Solution)按频率对字符进行排序 Java（最佳解决方案）
【发布时间】：2017-03-28 12:34:17
【问题描述】：

我正在尝试使用 Java 解决这个问题。目标是根据字符的频率以降序对字符串进行排序。例如，“Aabb”将是“bbaA”或“bbAa”。我已经实现了一个可行的解决方案，但它在 O(n^2) 中。我想知道是否有人有更好和更优化的解决方案。代码如下：

public class Solution 
{
    public String frequencySort(String s) 
   {
    Map<Character,Integer> map =new HashMap<Character,Integer>();
    for(int i=0;i<s.length();i++)
    {
        if(map.containsKey(s.charAt(i)))
            map.put(s.charAt(i),map.get(s.charAt(i))+1);
        else
            map.put(s.charAt(i),1);
    }

    List<Map.Entry<Character,Integer>> sortedlist = new ArrayList<>(map.entrySet());
    Collections.sort(sortedlist, new Comparator<Map.Entry<Character,Integer>>() {

    @Override
    public int compare(Map.Entry<Character, Integer> o1,
            Map.Entry<Character, Integer> o2) {
        return o2.getValue() - o1.getValue();
    }
    });

    String lastString="";
    for (Map.Entry<Character,Integer>  e : sortedlist) 
    {
        for(Integer j=0;j <  e.getValue();j++)
           lastString+= e.getKey().toString();
    }
    return lastString;
   }
}

【问题讨论】：

好吧，从技术上讲，这不是O(n ^ 2)。这里可能有一些小的优化，但没有办法低于O(n log n)，你已经在哪里了。
@Paul 所以在 Java 中没有办法更好地做到这一点吗？ leetcode.com/problems/sort-characters-by-frequency 由于时间限制不接受这个答案
当然有办法改进代码。将Map<Character,Integer> 替换为Map<Character,int[]>，这样您就可以使用++ 更新整数值，而不是对Integer 对象进行拆箱和重新装箱。如果运行 Java 8，请使用 merge() 方法。不要使用string += string，而是使用StringBuilder。出于与上述相同的原因，将循环更改为int，而不是Integer。要创建 N 次相同字母的字符串，请创建 char[N] 并使用 Arrays.fill() 将字母分配给所有元素。
你考虑过树形图吗？它会为你自动排序，虽然我不完全确定它是否更快
@HiradRoshandel 好吧，没有更好的时间复杂度算法（假设您的哈希图在O(1) 中工作。这并不意味着您的代码无法优化。这意味着您不会能够提高渐近时间复杂度，但有很多方法可以改进此代码。

标签： java algorithm sorting hashmap

【解决方案1】：

如果您必须根据频率显示字符，我们可以在 Python 中使用地图或字典。我正在使用 Python 解决这个问题：

# sort characters by frequency

def fix(s): 
    d = {}
    res=""
    for ch in a: d[ch] = d.get(ch,0)+1
    # use this lambda whenever you have to sort with values
    for val in sorted(d.items(),reverse = True,key = lambda ch : ch[1]):
        res = res + val[0]*val[1]
    return res    


a = "GiniGinaProtijayi"
print(fix(a))

方法二：使用collections.Counter().most_common()

# sort characeters by frequency
a = "GiniGinaProtijayi"


def sortByFrequency(a):
    aa = [ch*count  for ch, count in collections.Counter(a).most_common()]
    print(aa)
    print(''.join(aa))


sortByFrequency(a)

【讨论】：

【解决方案2】：

您的算法实际上是O(n)（感谢@andreas，两次！）：

构建计数图是O(n)，其中n 是输入的长度
对条目列表进行排序是O(m log m)，其中m 是输入中唯一字符的数量
重建排序后的字符串是O(n)

虽然从数量上看最慢的步骤可能是排序，但当输入非常大时，它很可能不是主要操作。 “可能”，因为m 受字母表大小的限制，通常预期它比非常大的输入的大小要小得多。因此，O(n) 的整体时间复杂度。

一些小的优化是可能的，但不会改变复杂性的顺序：

您可以先从输入字符串中获取一个字符数组。它使用更多内存，但您将保存.charAt 的边界检查，并且该数组在后面的步骤中可能很有用（见下文）。
如果您知道字母表的大小，则可以使用 int[] 代替哈希映射。
您可以写入字符数组并返回 new String(chars)，而不是手动重建已排序的字符串并使用字符串连接。

【讨论】：

对列表排序的不是O(n log n)，而是O(m log m)，其中m是唯一字符数，即m <= n。随着n 上升到非常高的数字，m 将在取决于语言的点上达到稳定，例如对于英语，它将变平大约 60（26 个小写字母 + 26 个大写字母 + 1 个空格 + 一些标点符号）。因此，排序变得无关紧要，算法只是O(n)。
赞成在最后一个项目符号中建议完整的char[]。这是比使用StringBuilder 更好的解决方案。从第一步开始重用数组只是锦上添花。
感谢 Andreas 的精确度（和赞成票），我只是懒得说出来，但你说得对，重要的是要提一下。
你错过了最后一句话的重点。整体算法是O(n)，因为O(m log m) 在n 值较高时变为常数，因此从等式中消除。想想n = 100000（线性）和m = 60（常数）。
@Andreas 我不确定它是否在 O(n) 中运行。 leetcode.com/problems/sort-characters-by-frequency 由于时间限制拒绝我的解决方案。不过我理解你的意思

【解决方案3】：

由于字符串连接，您的代码未通过，请改用 StringBuilder，我打赌您会通过。

StringBuilder builder = bew StringBuilder();
builder.append(e.getKey());

return builder.toString();

还有一些其他方法可以按频率对元素进行排序。

使用排序算法对元素进行排序 O(nlogn)
扫描排序后的数组并构造一个包含元素和计数的二维数组 O(n)。
按照计数O(nlogn)对二维数组进行排序

输入 2 5 2 8 5 6 8 8

排序后我们得到 2 2 5 5 6 8 8 8

现在构造二维数组

2, 2

5、2

6、1

8、3

按数量排序

8、3

2, 2

5、2

6、1

点击链接查看其他可能的方法。

【讨论】：