计数排序

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遍历数组，记录每个数字出现的次数

该数组中每一个下标位置的值代表数列中对应整数出现的次数。

最后：直接遍历数组，输出数组元素的下标值，元素的值是几，就输出几次。
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适用范围：它适用于一定范围内的整数排序。在取值范围不是很大的情况下，

JAVA实现

package mysort.countingSort;

import java.util.Arrays;

public class countingSort {
    public static int[] countSort(int[] array){
        //取数列的最大值
        int max = array[0];
        for (int i = 1;i<array.length;i++){
            if(array[i]>max){
                max = array[i];
            }
        }
        //根据数组最大值确定统计数组countArray的长度
        //默认条件是：数组元素非负
        int[] countArray = new int[max+1];
        //遍历数组，统计个数，并填充统计数组countArray
        for (int i=0;i<array.length;i++){
            countArray[array[i]]++;
        }

        //遍历统计数组countArray,输出结果
        //index是记录sortedArray数组填充到哪的一个下标（每次填充，就加1）
        int index = 0;
        //创建一个和array一样长度的数组,用于存放最后的输出结果
        int[] sortedArray = new int[array.length];
        //外层循环是对countArray的每一个位置进行遍历
        //内层循环是针对countArray的一个位置，
        // 这个位置值是i
        // 对应的元素个数是countArray[i]
        //把他存入sortedArray
        for (int i=0;i<countArray.length;i++){
            for (int j=0;j<countArray[i];j++){
                sortedArray[index]=i;
                index++;
            }
        }
        return sortedArray;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int [] array = new int[]{4,4,6,5,3,2,8,1,7,5,6,0,10};
        int[] sortarrray = countSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(sortarrray));
    }
}

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计数排序优化

存在的问题1：

我们只以数列的最大值来决定统计数组的长度，其实并不严谨。
解决方案：只要不再以输入数列的最大值+1作为统计数组的长度，而是以数列最大值-最小值+1作为统计数组的长度即可。
数列的最小值作为一个偏移量，用于计算整数在统计数组中的下标。

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数组的长度为99-90+1=10
第1个整数95，对应的统计数组下标是95-90 = 5

存在的问题2

给出一个学生成绩表，要求按成绩从低到高进行排序，如果成绩相同，则遵循原表固有顺序。
注意：这里的重点条件是：如果成绩相同，则遵循原表固有顺序。
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将统计数组变形为：

变形规则是：从统计数组的第2个元素开始，每一个元素都加上前面所有元素之和。
这样相加的目的，是让统计数组存储的元素值，等于相应整数的最终排序位置的序号。

第1步，遍历成绩表最后一行的小绿同学的成绩。
小绿的成绩是95分，找到countArray下标是5的元素，值是4，代表小绿的成绩排名位置在第4位。
同时，给countArray下标是5的元素值减1，从4变成3，代表下次再遇到95分的成绩时，最终排名是第3。（小红就是第三位）
这样就达到了：如果成绩相同，则遵循原表固有顺序的目的。
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这样一来，同样是95分的小红和小绿就能够清楚地排出顺序了，也正因为此，优化版本的计数排序属于稳定排序。

JAVA实现

package mysort.countingSort;

import java.util.Arrays;

public class countingSort2 {
    public static int[] countSort(int[] array){
        //1.得到数列的最大值和最小值，并算出差值d
        int max = array[0];
        int min = array[0];
        for (int i = 1;i<array.length;i++){
            if(array[i]>max){
                max=  array[i];
            }
            if(array[i]<min){
                min = array[i];
            }
        }
        //利用这插值确定需要构建的数组长度
        int d = max-min;
        //2.创建统计数组
        int[] countArray = new int[d+1];
        //3统计对应元素的个数 (array[i]-min就是array数组中元素的偏移地址)
        for (int i=0;i<array.length;i++){
            countArray[array[i]-min]++;
        }
        System.out.println("原始的计数数组为"+Arrays.toString(countArray));
        //统计数组做变形，后面的元素等于前面的元素之和
        for (int i =1;i<countArray.length;i++){
            countArray[i]+=countArray[i-1];
        }
        System.out.println("变形后的计数数组为"+Arrays.toString(countArray));
        //4.倒序遍历原始数列，从统计数组找到正确位置，输出到结果数组
        //countArray[array[i]-min]-1其中减去1的原因是在sortedArray数组中，下标从0开始。。
        //就以95小绿为例子
        int[]sortedArray = new int[array.length];
        for (int i=array.length-1;i>=0;i--){
            sortedArray[countArray[array[i]-min]-1]=array[i];
            //在将countArray中存储的数字（位置）减去1
            countArray[array[i]-min]--;
        }
        return sortedArray;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int [] array = new int[]{90,99,95,94,95};
        int[] sortedArray = countSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(sortedArray));
    }
}