【初阶数据结构题目】40. 计数排序

news2024/12/31 6:32:01

计数排序

计数排序又称为鸽巢原理，是对哈希直接定址法的变形应用。操作步骤：

统计相同元素出现次数

根据统计的结果将序列回收到原来的序列中

思路：

例如：{6，1，2，9，4，2，4，1，4}共9个数

统计相同元素出现次数

6出现1次，1出现2次，2出现2次，9出现1次，4出现3次

根据统计的结果将序列回收到原来的序列中

fca1a4c8a3578dc560a5c70715dbf4f6

定义一个i来遍历，i表示数组内元素

i先到0的位置，里面没有数据，不打印

然后到1的位置，里面有2，打印2次

依次类推

最后打印结果：1 1 2 2 4 4 4 6 9

新数组的大小怎么确定？

利用原数组中最大的值来确定。创建max+1个空间的数组。

但这就会出现问题：比如有负数怎么办？比较{3, 4, 10000}呢?

如果把负数变成正数，取绝对值呢？也不行。因为正负数绝对值一样的情况下无法区分正负数。

那如果我们把负数统一加一个正数，让他变成整数呢？

我们可以让count=max-min+1

对于{-5，-5，9，5，1}

count=9-（-5）+1=15

创建数组，数组大小为15，下标为0-14

-5放在数组下标为0的位置中，这个位置元素为2

依此类推，下标-5就是原来的元素，这些元素和下标形成了映射关系。

fa7b858e7ef858bc2913b63473724b91

代码：

Sort.h

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
#include <memory.h>

//打印
void PrintArr(int* arr, int n);

//计数排序
void CountSort(int* arr, int n);

Sort.c

#include "Sort.h"

//打印
void PrintArr(int* arr, int n)
{
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

//计数排序
void CountSort(int* arr, int n)
{
	//根据最大值最小值确定数组大小
	int max = arr[0], min = arr[0];
	for (int i = 1; i < n; i++)
	{
		if (arr[i] > max)
		{
			max = arr[i];
		}
		if (arr[i] < min)
		{
			min = arr[i];
		}
	}

	int range = max - min + 1;//确定数组元素个数
	int* count = (int*)malloc(sizeof(int) * range);//创建数组
	//判断不为空
	if (count == NULL)
	{
		perror("malloc fail!");
		exit(1);
	}
	//初始化count数组中所有的数据为0
	memset(count, 0, range * sizeof(int));//count的大小是range

	//例如{100，101，109，105，101，105}
	//min = 100，arr[i] - min就是count里面的下标
	//统计数组中每个数据出现的次数
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		count[arr[i] - min]++;//这里的++是为了把次数放进去
	}

	//取count中的数据，往arr中放
	int index = 0;
	for (int i = 0; i < range; i++)
	{
		while (count[i]--)//这里是为了把上面count对应次数给传进arr
		{
			arr[index++] = i + min;//表示arr数组的下标从0开始，存放数据
		}
	}
}

test.c

#include "Sort.h"

int main()
{
	int a[] = { 5, 3, 9, 6, 2, 4, 7, 1, 8 };
	int n = sizeof(a) / sizeof(int);
	printf("排序前：");
	PrintArr(a, n);

    CountSort(a, n);

	printf("排序后：");
	PrintArr(a, n);

	return 0;
}