C++ 计数排序实例详解

2024-12-02 05:43:30

计数排序

计数排序是一种非比较的排序算法

优势：

计数排序在对于一定范围内的整数排序时，时间复杂度为O(N+K) （K为整数在范围）快于任何比较排序算法，因为基于比较的排序时间复杂度在理论上的上下限是O(N*log(N))。

缺点：

计数排序是一种牺牲空间换取时间的做法，并且当K足够大时O（K）>O(N*log(N)),效率反而不如比较的排序算法。并且只能用于对无符号整形排序。

时间复杂度：

O（N） K足够大时为O（K）

空间复杂度：

O（最大数-最小数）

性能：

计数排序是一种稳定排序

代码实现：

#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include <assert.h> 

using namespace std; 

//计数排序，适用于无符号整形
void CountSort(int* a, size_t size)
{
  assert(a);
  size_t max = a[0];
  size_t min = a[0];
  for (size_t i = 0; i < size; ++i)
  {
    if (a[i] > max)
    {
      max = a[i];
    }
    if (a[i] < min)
    {
      min = a[i];
    }
  }
  size_t range = max - min + 1;   //要开辟的数组范围
  size_t* count = new size_t[range];
  memset(count, 0, sizeof(size_t)*range);  //初始化为0
  //统计每个数出现的次数
  for (size_t i = 0; i < size; ++i)   //从原数组中取数，原数组个数为size
  {
    count[a[i]-min]++;
  }
  //写回到原数组
  size_t index = 0;
  for (size_t i = 0; i < range; ++i)  //从开辟的数组中读取，开辟的数组大小为range
  {
    while (count[i]--)
    {
      a[index++] = i + min;
    }
  }
  delete[] count;
} 

void Print(int* a, size_t size)
{
  for (size_t i = 0; i < size; ++i)
  {
    cout << a[i] << " ";
  }
  cout << endl;
}

#include "CountSort.h" 

void TestCountSort()
{
  int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 2, 2, 2, 4, 5, 8, 9, 5, 11, 11, 22, 12, 12 };
  size_t size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  CountSort(arr, size);
  Print(arr, size);
} 

int main()
{
  TestCountSort();
  system("pause");
  return 0;
}

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