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计数排序
计数排序又称为鸽巢原理,是对哈希直接定址法的变形应用。具体思路为:
- 统计相同元素出现次数
- 根据统计的结果将序列回收到原来的序列中
计数排序基本思路
基本思路分析:
cpp
//以下面的数组为例
int data[] = { 7,8,9,2,4,5,5,6,3,5 };
cpp
void CountSort(int* data, int sz)
{
int max = data[0];
//遍历数组找出最大值
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
if (data[i] > max)
{
max = data[i];
}
}
//根据最大值开辟数组
int* tmp = (int*)calloc(max + 1, sizeof(int));
assert(tmp);
//统计数据个数
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
tmp[data[i]]++;
}
//按照数据个数写回原数组
int j = 0;
for (int i = 0; i < (max + 1); i++)
{
while (tmp[i] > 0)
{
data[j] = i;
tmp[i]--;
j++;
}
}
}
计数排序改进思路
上面的数据如果出现下面的情况:
cpp
int data[] = { 100,103,104,105,105,107,109,102 };
则不能考虑开辟最大元素+1个元素的空间,因为此时总数据个数小于数组的总长度,造成了空间浪费,可以考虑找出数组中的最大值和最小值,取其差值+1开辟数组,并且此时对应的下标应该是两数之差
cpp
//计数排序改进思路
void CountSort_modified(int* data, int sz)
{
int max = data[0];
int min = data[0];
//遍历数组找出最大值
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
if (data[i] > max)
{
max = data[i];
}
if (data[i] < min)
{
min = data[i];
}
}
int range = max - min + 1;
//根据最大值开辟数组
int* tmp = (int*)calloc(range, sizeof(int));
assert(tmp);
//统计数据个数
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
tmp[data[i] - min]++;
}
//按照数据个数写回原数组
int j = 0;
for (int i = 0; i < range; i++)
{
while (tmp[i] > 0)
{
data[j] = i + min;
tmp[i]--;
j++;
}
}
}
通过上面的思路解析,很明显计数排序的局限性很大,需要排序的数据必须非常集中,否则不容易计数
计数排序的时间复杂度为O(max(N, range
)),空间复杂度为O(range
)