算法笔记之 计数排序

适合整数排序，以及数值较小的情况。

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，需要大量时间和内存。例如：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：

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

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <string.h>


//int arr[] = {4,6,2,9,3,1};


void print_arr(int *arr, int n) {
	int i;
	for (i = 0; i < n; i++) {
		if (!i) {
			printf("%d", arr[i]);
		} else {
			printf(" %d", arr[i]);
		}
	}
	printf("\n");
}


/**
 * n为数组的长度，max为待排序的数的范围。
 */
void count_sort(int * ini_arr, int * sorted_arr, int n, int max) {
	int * cnt_arr = (int *) malloc(sizeof(int) * max);
	for (int i = 0; i < max; i++) {
		cnt_arr[i] = 0;
	}
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		cnt_arr[ini_arr[i]]++;
	}


	for (int j = 1; j < max; j++)
		cnt_arr[j] += cnt_arr[j - 1]; //cnt_arr保存下标. 对于重复元素有稳定性


	for (int k = n - 1; k >= 0; k--) {
		sorted_arr[cnt_arr[ini_arr[k]] - 1] = ini_arr[k];
		cnt_arr[ini_arr[k]]--;
	}
	free(cnt_arr); //释放资源


}


int main() {
	int n = 20;
	int max = 10;
	int * dest_arr = (int *) malloc(sizeof(int) * n);
	int * arr = (int *) malloc(sizeof(int) * n);
	srand(time(0));
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		arr[i] = rand() % max;
	}
	print_arr(arr, n);
	count_sort(arr, dest_arr, n, 10);
	print_arr(dest_arr, n);
	return 0;
}