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计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序

计数排序:

今天学习了计数排序,貌似计数排序的复杂度为o(n)。很强大。他的基本思路为:

1.       我们希望能线性的时间复杂度排序,如果一个一个比较,显然是不实际的,书上也在决策树模型中论证了,比较排序的情况为nlogn的复杂度。

2.       既然不能一个一个比较,我们想到一个办法,就是如果我在排序的时候就知道他的位置,那不就是扫描一遍,把他放入他应该的位置不就可以了嘛。

3.       要知道他的位置,我们只需要知道有多少不大于他不就可以了吗?

4.       以此为出发点,我们怎么确定不大于他的个数呢?我们先来个约定,如果数组中的元素都比较集中,都在[0, max]范围内。我们开一个max的空间b数组,把b数组下标对应的元素和要排序的A数组下标对应起来。这样不就可以知道不比他大的有多少个了吗?我们只要把比他小的位置元素个数求和,就是不比他大的。例如:A={3,5,7};我们开一个大小为8的数组b,把a[0] = 3 放入b[3]中,使b[3] = 0; 同理 b[5] = 1; b[7] = 2;其他我们都设置为-1,哈哈我们只需要遍历一下b数组,如果他有数据,就来出来,铁定是当前最小的。如果要知道比a[2]小的数字有多少个,值只需要求出b[0] – b[6]的有数据的和就可以了。这个0(n)的速度不是盖得。

5.       思路就是这样咯。但是要注意两个数相同的情况A = {1,2,3,3,4},这种情况就不可以咯,所以还是有点小技巧的。

6.       处理小技巧:我们不把A的元素大小与B的下标一一对应,而是在B数组对应处记录该元素大小的个数。这不久解决了吗。哈哈。例如A = {1,2,3,3,4}我们开大小为5的数组b;记录数组A中元素值为0的个数为b[0] = 0, 记录数组A中元素个数为1的b[1] = 1,同理b[2] = 1, b[3] = 2, b[4] = 1;好了,这样我们就知道比A[4](4)小的元素个数是多少了:count = b[0] + b[1] + b[2] + b[3] = 4;他就把A[4]的元素放在第4个位置。

还是截张书上的图:

再次推荐《算法导论》这本书,在我的上次的随笔中有下载链接。哈哈。真正支持还是需要买一下纸版。呵呵。

7. 不过在编程的时候还是要注意细节的,例如我不能每次都来算一下比他小的个数。呵呵,思路就这样了。奉上源代码:

 

#include <stdio.h>
#include 
<stdlib.h>

//计数排序
int CountSort(int* pData, int nLen)
{
    
int* pCout = NULL;            //保存记数数据的指针
    pCout = (int*)malloc(sizeof(int* nLen);    //申请空间
    
//初始化记数为0
    for (int i = 0; i < nLen; ++i)
    {
        pCout[i] 
= 0;
    }

    
//记录排序记数。在排序的值相应记数加1。
    for (int i = 0; i < nLen; ++i)
    {
        
++pCout[pData[i]];        //
    }

    
//确定不比该位置大的数据个数。
    for (int i = 1; i < nLen; ++i)
    {
        pCout[i] 
+= pCout[i - 1];    //不比他大的数据个数为他的个数加上前一个的记数。
    }

    
int* pSort = NULL;            //保存排序结果的指针
    pSort = (int*)malloc(sizeof(int* nLen);    //申请空间

    
for (int i = 0; i < nLen; ++i)
    {
        
//把数据放在指定位置。因为pCout[pData[i]]的值就是不比他大数据的个数。
        
//为什么要先减一,因为pCout[pData[i]]保存的是不比他大数据的个数中包括了
        
//他自己,我的下标是从零开始的!所以要先减一。
        --pCout[pData[i]];    //因为有相同数据的可能,所以要把该位置数据个数减一。
        pSort[pCout[pData[i]]] = pData[i];        
        
    }

    
//排序结束,复制到原来数组中。
    for (int i = 0; i < nLen; ++i)
    {
        pData[i] 
= pSort[i];
    }

    
//最后要注意释放申请的空间。
    free(pCout);
    free(pSort);

    
return 1;
}

int main()
{
    
int nData[10= {8,6,3,6,5,8,3,5,1,0};
    CountSort(nData, 
10);
    
for (int i = 0; i < 10++i)
    {
        printf(
"%d ", nData[i]);
    }
    printf(
"\n");

    system(
"pause");
    
return 0;
}


posted on 2009-04-24 21:11 shongbee2 阅读(21250) 评论(12)  编辑 收藏 引用 所属分类: 数据结构和算法

评论

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2010-04-01 11:05 h

怎么看来和桶排序没有区别啊!!!  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2010-10-24 18:07 路过

真的是以空间换时间的操作,确实比较快,但是应该是对已知范围的序列进行排序吧,否则,如果是10个数分别是1,2,3,4,5,6,7,8,9,100000000,那浪费了多少空间啊  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2011-04-13 15:02 SHinee

以空间换时间,很经典的算法,但不得不说你的程序是对的么,如果有个负数呢,如果有个数较大呢,pCout数组的空间大小不应该是nLen啊...你考虑的太片面了  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序[未登录] 2011-09-07 16:01 sue

排序结束前的for,应该是i=nlen-1,i>0,i--?  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2011-11-11 20:26 pippoflow

计数排序本来就是针对事先对待排序数据有了解,即这些数是如何分布的。
如果有负数或者有少量数极大,当然不适合用计数排序@SHinee  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2012-05-09 14:43 代码之美

当待排序数中最大值Max大于待排数序列长度时,楼主的程序就失效啦!我用C++修改了下楼主的代码--计数数组长度改为Max,这一问题得到了解决。  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2012-08-14 15:35 jizhugou

不是以空间换时间,所需时间是O(n+k),n为待排序个数,k为数的范围。倘若k很大,则空间很大,时间也很大。若k远远大于n,则空间浪费了,时间也没省。若k和n相差不太多,则空间也不会浪费太多。  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2013-07-24 17:00 ge

@路过
你说的这种就不适用了,计数算法有自己的优势场景。如果数据差距很大,就不适合了。  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2013-07-24 17:03 ge

@pippoflow
对头,赞一个。
  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序[未登录] 2013-09-29 16:42 skywalker

直接根据计数表里非零元素的计数值,遍历计数表,把每个非零元素计数值这么多个数值直接写回原数组,这样更快。  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序[未登录] 2013-09-29 16:45 skywalker

更正,把每个非零元素计数值这么多个数值的 脚标 直接写回原数组  回复  更多评论   

# re: 计数排序,传说时间复杂度为0(n)的排序 2016-04-10 19:23 cir

@路过
不可以离散化一下吗?  回复  更多评论   


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