基於桶的排序之計數排序

Grey Zeng發表於2022-11-26
排序

基於桶的排序之計數排序

作者：Grey

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部落格園：基於桶的排序之計數排序

CSDN：基於桶的排序之計數排序

說明

基於桶的排序有兩種，分別是計數排序和基數排序。

但是這兩種排序應用範圍有限，需要樣本的資料狀況滿足桶的劃分

計數排序

這個排序適用於非負數陣列，如果包含負數，需要先將負數轉換成正數，處理邏輯如下

如果陣列最小值是負數，假設最小值為 min，則把陣列中所有的數加上(-min)，就轉換成了非負陣列，最後排序結束後，再統一減去(-min)即可。

整個排序流程如下，首先獲取到整個陣列的最大值，假設是 max，則可以確定，陣列中的所有數都不超過 max，所以，只需要開闢一個長度為 max + 1 的陣列，假設為 helper，然後遍歷原始陣列 arr, 將

helper[arr[i]]++

helper[i] 表示原始陣列中 i 這個值出現的的次數

最後從 0 到 max 依次取出 helper 陣列中的非 0 值，就是排序後的結果。

例如: arr 陣列是如下資料

int[] arr = {1,4,3,3,6,4,5}

arr 中的最大值是 6，得到的 helper 陣列長度是 7，每個數出現的次數記錄在 helper 中以後，helper 陣列如下：

int[] helper = {0,1,0,2,2,1,1}

然後找 helper 中不等於 0 的值，

helper[1] = 1; // 1 這個值出現了1次
helper[3] = 2; // 3 這個值出現了2次
helper[4] = 2; // 4 這個值出現了2次
helper[5] = 1; // 5 這個值出現了1次
helper[6] = 1; // 6 這個值出現了1次

然後按順序依次寫回 arr 中去

int[] arr = {1, 3, 3, 4, 4, 5, 6}

完整程式碼如下

public class Code_CountSort {
  // 非負數
  public static void countSort(int[] arr) {
    if (null == arr || arr.length <= 1) {
      return;
    }
    int max = arr[0];
    for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
      max = Math.max(arr[i], max);
    }
    int[] help = new int[max + 1];
    for (int j : arr) {
      help[j]++;
    }
    int t = 0;
    for (int i = 0; i < help.length; i++) {
      while (help[i] != 0) {
        arr[t++] = i;
        help[i]--;
      }
    }
  }
}

時間複雜度為O(N)，額外空間複雜度為O(M)，其中 M 是陣列的最大值。

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