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计数排序

程序员文章站 2022-07-08 16:44:03
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计数排序是一个非基于比较的排序算法,该算法于1954年由 Harold H. Seward 提出。它的优势在于在对一定范围内的整数排序时,它的复杂度为Ο(n+k)(其中k是整数的范围),快于任何比较排序算法。 当然这是一种牺牲空间换取时间的做法,而且当O(k)>O(n*log(n))的时候其效率反而不如基于比较的排序(基于比较的排序的时间复杂度在理论上的下限是O(n*log(n)), 如归并排序,堆排序)。

因此计数排序的核心是在于将输入的数据值转换为键存储在额外开辟的数组空间里。

算法的大致步骤如下: 
1.找出待排序的数组中最大和最小的元素 
2.统计数组中每个值为i的元素出现的次数,存入数组C的第i项 
3.对所有的计数累加(从C中的第一个元素开始,每一项和前一项相加) 

4.反向填充目标数组:将每个元素i放在新数组的第C(i)项,每放一个 元素就将C(i)减去1 。

简单的分析过程(制作粗糙,请见谅):

颜色不同对应着是遍历到这个数组时,相应的计数数组的值的改变。

计数排序

参考代码:

在这里为了区分明显,我将记录出现次数的设置了一个数组,将输出的设置了一个数组。

public class CountingSort {

	public static void main(String[] args) {
		int [] a= {2, 5, 3, 0, 2, 3, 0, 3};
		int max = a[0];
		for(int i =0; i < a.length; i ++){
			max = Math.max(a[i], max);
		}
		System.out.println(Arrays.toString(countingSort(a, max)));
	}

	private static int[] countingSort(int[] a, int max) {
		
		int [] b = new int[a.length];
		int  c[] = new int[max + 1];
		for(int i = 0; i <= max ; i ++){
			Arrays.fill(c, 0);;
		}
		for(int j = 0; j <= a.length - 1; j ++){
			c[a[j]] = c[a[j]] + 1;
		}
		//重复分布其相应的下标
		for(int i = 1; i <= max; i ++){
			c[i] = c[i] + c[i - 1];
		}
		for(int j = a.length - 1; j >= 0; j --){
			//每次取出一个数, 相应的c中的计数需要-1 所以是 --c[a[j]]
			b[-- c[a[j]]] = a[j];  
		}
		return b;
	}
}

参考代码2:上面的多个数组可能有点绕,所以稍微改进了一下。

private static int[] countingSort(int[] arr, int max) {
		
		int  c[] = new int[max + 1];
		for(int i = 0; i <= max ; i ++){
			Arrays.fill(c, 0);;
		}
		for(int value : arr){
			c[value] ++;
		}
		int sortedIndex = 0;
		for(int j = 0; j <= max; j ++){
			while(c[j] > 0){
				arr[sortedIndex ++] = j;
			    c[j] --;
			}
		}
	
		return arr;
	}

结果截图:

计数排序


以上就是这篇的主要内容,如果有什么错误或者可以改进提高的地方,亦或是你有什么疑惑,欢迎留言。让我们共同进步。谢谢!

相关标签: 计数排序 算法