力扣451题 解题思路和步骤 C++代码实现,力扣题目有官方答案吗

本文将详细解读力扣第451题的解题思路与步骤，并提供C++代码实现。通过阅读本文，读者可以掌握如何对字符串进行排序以及字符频率统计等基础算法操作。

一、问题背景与分析

力扣第451题要求我们根据字符串中每个字符出现的频率对字符串进行重新排序。如果两个字符的频率相同，则按照它们在原始字符串中的先后顺序排列。这种题目涉及到了字符频率统计以及基于频率的排序操作。需要统计每个字符的出现次数，依据这些频率信息重新构造字符串。这是一个典型的贪心算法应用场景。本题的关键在于如何高效地统计字符频率，并且在排序过程中保留原有字符的相对顺序。

二、解题步骤详解

第一步是遍历输入字符串，记录每一个字符及其对应的出现次数。这里可以利用哈希表来完成这一任务。
        第二步是对哈希表中的键值对进行排序，排序依据是字符的频率值。为了保证相同频率下的稳定性，可以采用稳定的排序算法。
        第三步是根据排序后的结果生成新的字符串，最终返回这个新字符串作为答案。

三、代码实现

string frequencySort(string s) { 
    unordered_map freq; 
    for (char c : s) { 
        freq[c]++; 
    } 
    vector> chars(freq.begin(), freq.end()); 
    sort(chars.begin(), chars.end(), [](const pair& a, const pair& b) -> bool { return a.second > b.second || (a.second == b.second && a.first < b.first); }); 
    string res = ""; 
    for (auto &[c, count] : chars) {
        res += string(count, c); 
    } 
    return res;
} 
    
int main(){ 
    string input = "tree"; 
    cout << frequencySort(input) << endl; 
    return 0; 
}

四、进一步优化方向

虽然上述方法已经能够很好地解决问题，但在某些极端情况下，比如字符串长度非常大时，可能会影响性能。因此，考虑使用桶排序来代替普通的比较排序，这样可以在O(n)的时间复杂度内完成任务。

过渡性问题：如何利用桶排序改进此算法？力扣451：ASCII数组计数法 用128个桶解决频率排序问题