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【C语言】排序算法 -------- 计数排序

news 来源：原创 2024/6/26 23:14:42

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文章目录

1. 计数排序的概念
2. 计数排序使用场景
3. 计数排序思想
4. 计数排序实现过程
5. 计数排序的效率
6. 总结（附源代码）

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：

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。
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：

先选出待排序序列中的最小数和最大数。
给出一个范围range，为 max-min+1。
创建一个count数组，大小为每个元素的大小。
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。
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。
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）
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 1void 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;
}