計數排序

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計數排序在百度百科(https://baike.baidu.com/item/%E8%AE%A1%E6%95%B0%E6%8E%92%E5%BA%8F/8518144?fr=aladdin)是這樣說的:計數排序是一個非基于比較的排序算法,該算法于1954年由 Harold H. Seward 提出。它的優勢在于在對一定范圍內的整數排序時,它的復雜度為Ο(n+k)(其中k是整數的范圍),快于任何比較排序算法。[1-2]
當然這是一種犧牲空間換取時間的做法,而且當O(k)>O(nlog(n))的時候其效率反而不如基于比較的排序(基于比較的排序的時間復雜度在理論上的下限是O(nlog(n)), 如歸并排序,堆排序)
下圖的例子說明了計數排序的過程

計數排序

Java代碼實現如下:

package com.mystudy.algorithm;
/**
 * @desc Count Sort algorithm
 * @author 
 *
 */
public class CountSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] A=new int[]{2,5,3,0,2,3,0,3};
        int[] B=countSort(A, 5);
        for(int i=0;i<A.length;i++)
        {
            System.out.print((i+1)+"th:"+B[i]);
        }
    }
    /**
     * 
     * @param array 待排序數組
     * @param k 數組中的最大值
     * @return
     */
    private static int[] countSort(int[] array,int k)
    {
        int[] C=new int[k+1];//構造C數組,大小為最大值-最小值+1即例中(5-0)+1 = 6
        int length=array.length,sum=0;//獲取A數組大小用于構造B數組  
        int[] B=new int[length];//構造B數組
        for(int i=0;i<length;i++)
        {
            C[array[i]]+=1;// 統計A中各元素個數,存入C數組
        }
        for(int i=0;i<k+1;i++)//修改C數組
        {
            sum+=C[i];
            C[i]=sum;    
        }
        for(int i=length-1;i>=0;i--)//遍歷A數組,構造B數組
        {
            
            B[C[array[i]]-1]=array[i];//將A中該元素放到排序后數組B中指定的位置
            C[array[i]]--;//將C中該元素-1,方便存放下一個同樣大小的元素
            
        }
        return B;//將排序好的數組返回,完成排序
        
    }
}

實現二參考百科的算法:

package com.mystudy.algorithm;

public class CountSort2 {

    public static void main(String[] args) {
        int a[] = {100,93,97,92,96,99,92,89,93,97,90,94,92,95};
        int b[] = countSort(a);
        for(int i:b){
            System.out.print(i + "\t");
        }
        System.out.println();
    }

    public static int[] countSort(int[] a){
        int b[] = new int[a.length];
        int max = a[0],min=a[0];
        for(int i : a){
            if (i>max) {
                max = i;
            }
            if (i<min) {
                min = i;
            }
        }
        int k = max - min + 1;//這里k的大小是要排序的數組中,元素大小的極值差+1
        int c[] = new int[k];
        for(int i=0;i<a.length;++i){
            c[a[i]-min] += 1;//優化過的地方,減小了數組c的大小
        }
        for(int i=1;i<c.length;++i){
            c[i] = c[i] + c[i-1];
        }
        for(int i=a.length-1;i>=0;--i){
            b[--c[a[i]-min]] = a[i];//按存取的方式取出c的元素
        }
        return b;
    }
}
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