Java 三种线性排序之计数排序

一.算法说明：

一般的排序都是需要进行关键字的比较的。有没有不需要比较的的呢？有的，计数排序就是其中一种。
计数排序
假设输入序列都是0到k之间的整数，则可使用计数排序。具体操作是这样的：创建一个同类型同等大小的临时数组temp，用于备份输入序列。创建一个整型大小为k的数组count，用于统计序列中各元素出现的次数。接下来只需把备份序列从大到小放回原数组即可。

二.示例图

三.算法的Java实现

public class JavaDemo {

    public int halfSearch(int[] arr, int target) {
        int min = 0;
        int max = arr.length - 1;
        int mid = 0;
        while (min < max) {
            mid = (min + max) >> 1;
            if (target < arr[mid]) {
                max = mid - 1;
            } else if (target > arr[mid]) {
                min = mid + 1;
            } else {
                return mid;
            }
        }
        return -1;
    }

    public int halfSearch2(int[] arr, int target) {
        int min = 0;
        int max = arr.length - 1;
        int mid = 0;
        while (true) {
            mid = (min + max) >> 1;
            if (target == arr[mid]) {
                return mid;
            } else if (min > max) {
                return -1;
            } else {
                if (target < arr[mid]) {
                    max = mid - 1;
                } else if (target > arr[mid]) {
                    min = mid + 1;
                }
            }
        }
    }

    public void bubbleSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    arr[j] = arr[j] ^ arr[j + 1];
                }

            }
        }
    }

    public static void  LineSort(int[] arr, int range) {
        if (range <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("range can not be less than zero");
        }
        if (arr.length <= 1) {
            return;
        }

        int[] countArray = new int[range + 1];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int value = arr[i];
            if (value < 0 || value > range) {
                throw new IllegalArgumentException("array element overflow range."); 
            }
            countArray[value] +=1;
        }

        for (int i = 1; i < countArray.length; i++) {
            countArray[i] += countArray[i - 1];
        }
        int[] temp = new int[arr.length];  
        for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
            int value = arr[i];  
            int position = countArray[value] - 1;  
            temp[position] = value;  
            countArray[value] -= 1;  
        }

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {  
            arr[i] = temp[i];  
        }  

        display(arr);
    }

    public static int getMax(int[] arr) {
        int max = arr[0];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max)
                max = arr[i];
        }
        return max;
    }

    public static void display(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "  ");
        }
        System.out.println();

    }
/** 
     * 输入数组的元素都是介于0..k之间的 
     * @param arr 待排序数组 
     * @param max 最大元素 
     * @return 排序结果 
     */  
    public static void countSort(int[] arr, int max) {  
        // 存放临时数据的数组tmp，初始元素都是0；k为数组中最大元素  
        int[] tmp = new int[max + 1];  

        // 计算数组中每个元素i出现的次数，存入数组tmp中的第i项，即原数组中的元素值为tmp数组中的下标  
        for (int i = 0; i <= arr.length - 1; i++) {  
            tmp[arr[i]]++;  
        }  

        // 计算数组中小于等于每个元素的个数,即从tmp中的第一个元素开始，每一项和前一项相加  
        for (int j = 1; j <= max; j++) {  
            tmp[j] = tmp[j] + tmp[j - 1];  
        }  

        // result数组用来来存放排序结果  
        int[] result = new int[arr.length];  
        for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {  
            result[tmp[arr[i]] - 1] = arr[i];  
            tmp[arr[i]]--;  
        }  
        display(result);
    }  

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 3, 1, 6, 0, 3, 0, 1, 5, 3, 6 };
        display(arr);
        int max = getMax(arr);
        LineSort(arr, max);
        display(arr);
    }

}

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