详解计数排序算法及C语言程序中的实现

2025-05-27 0 27

关于计数排序算法

当输入的元素是 n 个 0 到 k 之间的整数时,它的运行时间是 Θ(n + k)。计数排序不是比较排序,排序的速度快于任何比较排序算法

由于用来计数的数组C的长度取决于待排序数组中数据的范围(等于待排序数组的最大值与最小值的差加上1),这使得计数排序对于数据范围很大的数组,需要大量内存。计数排序是用来排序0到100之间的数字的最好的算法,但是它不适合按字母顺序排序人名。但是,计数排序可以用在基数排序中的算法来排序数据范围很大的数组。

算法的步骤如下:

  • 找出待排序的数组中最大和最小的元素
  • 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
  • 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)
  • 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

代码示例:

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#include <iostream>

#include <cstdio>

#include <cstdlib>

#include <cmath>

#include <cstring>

using namespace std;

void CountingSort(int *A,int *B,int *Order,int N,int K)

{

int *C=new int[K+1];

int i;

memset(C,0,sizeof(int)*(K+1));

for (i=1;i<=N;i++) //把A中的每个元素分配

C[A[i]]++;

for (i=2;i<=K;i++) //统计不大于i的元素的个数

C[i]+=C[i-1];

for (i=N;i>=1;i--)

{

B[C[A[i]]]=A[i]; //按照统计的位置,将值输出到B中,将顺序输出到Order中

Order[C[A[i]]]=i;

C[A[i]]--;

}

}

int main()

{

int *A,*B,*Order,N=15,K=10,i;

A=new int[N+1];

B=new int[N+1];

Order=new int[N+1];

for (i=1;i<=N;i++)

A[i]=rand()%K+1; //生成1..K的随机数

printf("Before CS:\\n");

for (i=1;i<=N;i++)

printf("%d ",A[i]);

CountingSort(A,B,Order,N,K);

printf("\\nAfter CS:\\n");

for (i=1;i<=N;i++)

printf("%d ",B[i]);

printf("\\nOrder:\\n");

for (i=1;i<=N;i++)

printf("%d ",Order[i]);

return 0;

}

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