【C语言】排序算法 -------- 计数排序

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1. 计数排序的概念

计数排序是一种非比较的排序算法，其基本思想是统计待排序元素中小于等于每个元素的个数，从而确定每个元素的位置。

2. 计数排序使用场景

计数排序适用于以下几种情况：

1. 数据的取值范围比较小，序列中最大值和最小值之间的差值不能过大，防止建立数组时造成内存浪费。
2. 数据是整数类型，不能为浮点数类型。

3. 计数排序思想

计数排序的核心是：利用数组的索引是有序的前提下，通过将序列中的元素作为索引，其个数作为值放入数组，遍历数组来排序。

4. 计数排序实现过程

方法步骤如下：

1. 先选出待排序序列中的最小数和最大数。
2. 给出一个范围range，为 max-min+1。
3. 创建一个count数组，大小为每个元素的大小。
4. 遍历待排序数组，统计每个元素出现的次数，并将其存储在count数组中。
5. 本质是利用count数组的自然序号排序。根据count数组中的元素，遍历依次更新待排序数组中的元素，实现排序。
6. 统计count数组里的每个元素出现的次数，然后映射给tmp数组。（使用相对映射）
7. 将tmp数组里不为0的元素的下标+min反赋给数组count,遍历结束,排序完成。

5. 计数排序的效率

时间复杂度：O（N+range），N为待排序序列的长度，range为max-min+1的大小。
空间复杂度：O（range）。
稳定性：稳定。

6. 总结（附源代码）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

void PrintArray(int* a, int n);

void CountSort(int* a, int n);

void PrintArray(int* a, int n)
{
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		printf("%d ", a[i]);
	}
	printf("\n");
}
//时间复杂度：O(N+range)
//只适合整数/适合范围集中
//空间复杂度：O(range)
void CountSort(int* a, int n)
{
	int min = a[0], max = a[0];
	for (int i = 1; i < n; i++)
	{
		if (a[i] < min)
		{
			min = a[i];
		}
		if (a[i] > max)
		{
			max = a[i];
		}
	}
	int range = max - min + 1;
	int* count = (int*)calloc(range,sizeof(int));
	if (count == NULL)
	{
		perror("calloc fail");
		return;
	}
	// 统计次数
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		count[a[i] - min]++;
	}
	// 排序
	int j = 0;
	for (int i = 0; i < range; i++)
	{
		while (count[i]--)
		{
			a[j++] = i + min;
		}
	}
	free(count);
}

void TestSort()
{
	int a[] = { 6,1,2,9,4,2,4,1,4 };
	PrintArray(a, sizeof(a) / sizeof(int));
	CountSort(a, sizeof(a) / sizeof(int));
	PrintArray(a, sizeof(a) / sizeof(int));
}

int main()
{
	TestSort();
	return 0;
}

今天的分享就到这里啦，感谢大家的支持，我们下次再见！