計(jì)數(shù)排序
計(jì)數(shù)排序的核心在于將輸入的數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)化為鍵存儲(chǔ)在額外開(kāi)辟的數(shù)組空間中。作為一種線(xiàn)性時(shí)間復(fù)雜度的排序，計(jì)數(shù)排序要求輸入的數(shù)據(jù)必須是有確定范圍的整數(shù)。
1. 計(jì)數(shù)排序的特征
當(dāng)輸入的元素是 n 個(gè) 0 到 k 之間的整數(shù)時(shí)，它的運(yùn)行時(shí)間是 Θ(n + k)。計(jì)數(shù)排序不是比較排序，排序的速度快于任何比較排序算法。
由于用來(lái)計(jì)數(shù)的數(shù)組C的長(zhǎng)度取決于待排序數(shù)組中數(shù)據(jù)的范圍（等于待排序數(shù)組的最大值與最小值的差加上1），這使得計(jì)數(shù)排序?qū)τ跀?shù)據(jù)范圍很大的數(shù)組，需要大量時(shí)間和內(nèi)存。例如：計(jì)數(shù)排序是用來(lái)排序0到100之間的數(shù)字的最好的算法，但是它不適合按字母順序排序人名。但是，計(jì)數(shù)排序可以用在基數(shù)排序中的算法來(lái)排序數(shù)據(jù)范圍很大的數(shù)組。
通俗地理解，例如有 10 個(gè)年齡不同的人，統(tǒng)計(jì)出有 8 個(gè)人的年齡比 A 小，那 A 的年齡就排在第 9 位,用這個(gè)方法可以得到其他每個(gè)人的位置,也就排好了序。當(dāng)然，年齡有重復(fù)時(shí)需要特殊處理（保證穩(wěn)定性），這就是為什么最后要反向填充目標(biāo)數(shù)組，以及將每個(gè)數(shù)字的統(tǒng)計(jì)減去 1 的原因。
2.算法步驟
- 找出待排序的數(shù)組中最大和最小的元素
- 統(tǒng)計(jì)數(shù)組中每個(gè)值為i的元素出現(xiàn)的次數(shù)，存入數(shù)組C的第i項(xiàng)
- 對(duì)所有的計(jì)數(shù)累加（從C中的第一個(gè)元素開(kāi)始，每一項(xiàng)和前一項(xiàng)相加）
- 反向填充目標(biāo)數(shù)組：將每個(gè)元素i放在新數(shù)組的第C(i)項(xiàng)，每放一個(gè)元素就將C(i)減去1
3.代碼
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void
print_arr(int *arr, int n)
{
int i;
printf("%d", arr[0]);
for (i = 1; i < n; i++)
printf(" %d", arr[i]);
printf("\n");
}
void
counting_sort(int *ini_arr, int *sorted_arr, int n)
{
int *count_arr = (int *) malloc(sizeof(int) * 100);
int i, j, k;
for (k = 0; k < 100; k++)
count_arr[k] = 0;
for (i = 0; i < n; i++)
count_arr[ini_arr[i]]++;
for (k = 1; k < 100; k++)
count_arr[k] += count_arr[k - 1];
for (j = n; j > 0; j--)
sorted_arr[--count_arr[ini_arr[j - 1]]] = ini_arr[j - 1];
free(count_arr);
}
int main(int argc, char **argv)
{
int n = 10;
int i;
int *arr = (int *) malloc(sizeof(int) * n);
int *sorted_arr = (int *) malloc(sizeof(int) * n);
srand(time(0));
for (i = 0; i < n; i++)
arr[i] = rand() % 100;
printf("init_array: ");
print_arr(arr, n);
counting_sort(arr, sorted_arr, n);
printf("sorted_array: ");
print_arr(sorted_arr, n);
free(arr);
free(sorted_arr);
return 0;
}
轉(zhuǎn)載于菜鳥(niǎo)教程
2020.11.18 11:45 深圳
