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计数排序在百度百科(https://baike.baidu.com/item/%E8%AE%A1%E6%95%B0%E6%8E%92%E5%BA%8F/8518144?fr=aladdin)是这样说的:计数排序是一个非基于比较的排序算法,该算法于1954年由 Harold H. Seward 提出。它的优势在于在对一定范围内的整数排序时,它的复杂度为Ο(n+k)(其中k是整数的范围),快于任何比较排序算法。[1-2]
当然这是一种牺牲空间换取时间的做法,而且当O(k)>O(nlog(n))的时候其效率反而不如基于比较的排序(基于比较的排序的时间复杂度在理论上的下限是O(nlog(n)), 如归并排序,堆排序)
下图的例子说明了计数排序的过程
Java代码实现如下:
package com.mystudy.algorithm;
/**
* @desc Count Sort algorithm
* @author
*
*/
public class CountSort {
public static void main(String[] args) {
int[] A=new int[]{2,5,3,0,2,3,0,3};
int[] B=countSort(A, 5);
for(int i=0;i<A.length;i++)
{
System.out.print((i+1)+"th:"+B[i]);
}
}
/**
*
* @param array 待排序数组
* @param k 数组中的最大值
* @return
*/
private static int[] countSort(int[] array,int k)
{
int[] C=new int[k+1];//构造C数组,大小为最大值-最小值+1即例中(5-0)+1 = 6
int length=array.length,sum=0;//获取A数组大小用于构造B数组
int[] B=new int[length];//构造B数组
for(int i=0;i<length;i++)
{
C[array[i]]+=1;// 统计A中各元素个数,存入C数组
}
for(int i=0;i<k+1;i++)//修改C数组
{
sum+=C[i];
C[i]=sum;
}
for(int i=length-1;i>=0;i--)//遍历A数组,构造B数组
{
B[C[array[i]]-1]=array[i];//将A中该元素放到排序后数组B中指定的位置
C[array[i]]--;//将C中该元素-1,方便存放下一个同样大小的元素
}
return B;//将排序好的数组返回,完成排序
}
}
实现二参考百科的算法:
package com.mystudy.algorithm;
public class CountSort2 {
public static void main(String[] args) {
int a[] = {100,93,97,92,96,99,92,89,93,97,90,94,92,95};
int b[] = countSort(a);
for(int i:b){
System.out.print(i + "\t");
}
System.out.println();
}
public static int[] countSort(int[] a){
int b[] = new int[a.length];
int max = a[0],min=a[0];
for(int i : a){
if (i>max) {
max = i;
}
if (i<min) {
min = i;
}
}
int k = max - min + 1;//这里k的大小是要排序的数组中,元素大小的极值差+1
int c[] = new int[k];
for(int i=0;i<a.length;++i){
c[a[i]-min] += 1;//优化过的地方,减小了数组c的大小
}
for(int i=1;i<c.length;++i){
c[i] = c[i] + c[i-1];
}
for(int i=a.length-1;i>=0;--i){
b[--c[a[i]-min]] = a[i];//按存取的方式取出c的元素
}
return b;
}
}