字符串之谜：如何找到出现频率最高的字符？

博主：小猫娃来啦
文章核心：如何找到出现频率最高的字符？

需要统计字符出现次数的场景

一般的，我们遇到统计字符串出现的次数这种需求时，会在以下一些场景中：

1. 在字符串处理过程中，经常需要统计某个字符或字符序列在字符串中出现的次数。例如，校验密码强度时可以统计大写字母、小写字母、数字和特殊字符出现的次数。

2. 在Web开发中，需要对用户输入进行验证。统计某些特定字符的出现次数可以用于验证或限制用户的输入。例如，统计输入字符串中逗号、句号或其他特殊字符的出现次数。

3. 在数据分析和可视化中，统计字符出现次数可以用来生成柱状图、词云等图表，以展示文本或数据集中不同字符的频率分布。

4. 在搜索或替换文本内容时，可能需要统计目标字符或字符串在源文本中出现的次数。这有助于确定匹配的数量或判断是否需要进行替换操作。

5. 在编写算法或解决编程问题时，统计字符出现次数可以作为重要的条件或优化策略。例如，判断一个字符串是否是回文可以统计字符出现的次数来进行比较。

一言以蔽之，密码校验，表单验证，可视化数据统计等多种场景下，我们都会遇到这个问题。所以还是蛮重要的，我们看看实现原理到底是什么？具体逻辑又是什么？

这边我推荐一个方法——charAt()
接下来具体看看这个方法

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charAt()方法

charAt() 是 JavaScript 字符串对象的一个方法，用于获取指定位置上的字符。

语法如下：

		str.charAt(index)

参数 index 表示要获取的字符的位置。注意，字符位置是从 0 开始计数的，即字符串的第一个字符位置是 0，第二个字符位置是 1，依此类推。

charAt() 方法会返回位于指定位置上的字符。如果指定的位置超出字符串长度的范围，返回的结果将是空字符串（""）。

举例说明：

		const str = "ygugudqwwqeoysakh";
		const char1 = str.charAt(4);
		console.log(char1); // 输出：u
		
		const char2 = str.charAt(30);
		console.log(char2); // 输出：""，因为索引超出了字符串的长度

在这个例子中，首先定义了一个字符串 str，然后通过 charAt() 方法获取了字符串中位于第 4 个位置上的字符，并将其赋值给变量 char1，最后打印输出结果为 “u”。
(0对应y，1对应g，2对应u，3对应g，4对应u，5对应d。。。。) == 下标
接着，尝试通过 charAt() 方法获取索引超过字符串长度的字符（例如第 3 个位置），由于超出了字符串的长度，返回的结果为空字符串 “”。

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查找出现次数最多的字符

单个字符的情况

字符串中出现次数最多的字符（以单个字符为例）：

function findMostFrequentChar(str) {
  const charMap = {};
  let maxCount = 0;
  let mostFrequentChar = '';

  for (let i = 0; i < str.length; i++) {
    const char = str.charAt(i);
    if (char !== ' ') { // 忽略空格字符
      if (charMap[char]) {
        charMap[char]++;
      } else {
        charMap[char] = 1;
      }

      if (charMap[char] > maxCount) {
        maxCount = charMap[char];
        mostFrequentChar = char;
      }
    }
  }

  return mostFrequentChar;
}

// 调用
const sentence = "我爱他，也爱你";
const mostFrequentChar = findMostFrequentChar(sentence);
console.log(`出现次数最多的字符是 "${mostFrequentChar}"`);  

打印结果：

但是如果我们输入的是这样的：

const sentence = "我爱他";
const mostFrequentChar = findMostFrequentChar(sentence);
console.log(`出现次数最多的字符是 "${mostFrequentChar}"`);

打印结果：

这时候，“我”，“爱”，“你”三个字符，各出现了一次。那么charAt()方法会直接锁定第一个出现次数最多的字符，而忽略其他出现次数相同的字符。

这确实是一个问题，所以多个字符出现次数相同时应该如何处理呢？
我们往下看

多个字符出现次数相同的处理

根据刚刚我们的尝试，发现如果有多个字符出现相同次数时，只会统计第一个。
此时，我们应该将出现次数相同的字符放在一个数组内，并全部打印获取到。因此我们需要略微调整代码的逻辑，使得它看起来更加合理，最终实现此功能。
以下是我们修改后的代码：

function findMostFrequentChars(str) {
  const charMap = {};
  let maxCount = 0;
  const mostFrequentChars = [];

  for (let i = 0; i < str.length; i++) {
    const char = str.charAt(i);
    if (char !== ' ') { // 忽略空格字符
      if (charMap[char]) {
        charMap[char]++;
      } else {
        charMap[char] = 1;
      }

      if (charMap[char] > maxCount) {
        maxCount = charMap[char];
        mostFrequentChars.length = 0; // 清空数组
        mostFrequentChars.push(char);
      } else if (charMap[char] === maxCount) {
        mostFrequentChars.push(char);
      }
    }
  }

  return mostFrequentChars;
}

// 调用函数并打印结果
const sentence = "我爱她轰轰烈烈最疯狂";
const mostFrequentChars = findMostFrequentChars(sentence);
console.log(`出现次数最多的字符是 ${mostFrequentChars.join(', ')}`);

打印结果：

在修改后的代码中，我们添加了一个 mostFrequentChars 数组，用于存储所有出现次数最多的字符。
当发现一个字符的出现次数超过当前记录的最大次数时，我们清空 mostFrequentChars 数组，并将该字符添加到数组中。
如果遇到另一个字符的出现次数与最大次数相同，我们也将其添加到 mostFrequentChars 数组中。

最后，函数返回包含出现次数最多的字符的数组。
然后调用函数，并打印结果，发现是正确的，非常舒服和解压。

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对charAt（）方法进行效率评估

1.从时间复杂度来说，charAt() 方法的平均时间复杂度是 O(1)，即常数时间复杂度。这是因为它直接通过索引来获取指定位置的字符，不受字符串长度的影响。

2.从空间复杂度来说，charAt() 方法没有额外的空间消耗，只返回指定位置的字符，所以空间复杂度是 O(1)。

3.从性能方面来说，与其他字符串操作方法相比，charAt() 方法通常是较高效的选择。对于大部分情况而言，在已知索引位置的情况下，直接使用 charAt() 方法可以快速获取指定位置上的字符。

4.从场景方面来说，charAt() 方法适用于需要按照索引位置访问或处理字符串中的字符的情况，例如获取某个特定位置的字符、遍历字符串等。但如果需要频繁地修改字符串或进行复杂的字符串操作，可能会有更适合的方法，如使用数组或字符串拼接方法。

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charAt（）方法的实际应用举例

⭐⭐字符串截取：可以使用charAt()方法根据索引获取字符串中的单个字符，从而进行字符串的截取操作。

function getFirstCharacter(str) {
    return str.charAt(0);
}

var myString = "Hello";
console.log(getFirstCharacter(myString));  // 输出：H

⭐⭐循环遍历字符串：可以使用charAt()方法结合循环来遍历字符串，并对每个字符执行特定操作。

var myString = "Hello";
for (var i = 0; i < myString.length; i++) {
    var character = myString.charAt(i);
    console.log(character);
}
// 输出：
// H
// e
// l
// l
// o

⭐⭐判断字符串中是否含有某个字符：可以使用charAt()方法获取指定位置的字符，并与目标字符进行比较，判断是否相等。

function containsCharacter(str, targetChar) {
    for (var i = 0; i < str.length; i++) {
        if (str.charAt(i) === targetChar) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

var myString = "Hello";
console.log(containsCharacter(myString, "e"));  // 输出：true
console.log(containsCharacter(myString, "z"));  // 输出：false

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