手写算法并记住它：计数排序

2023-10-03 21:02:38

手写算法并记住它：计数排序

排序算法是计算机科学中一个重要的研究领域，它被广泛应用于各种软件系统中。对于一个给定的数据集，我们可以通过排序算法将其中的元素按照一定的顺序排列，从而便于后续的处理。

计数排序是一种稳定的排序算法，适用于整数排序。它通过统计每个元素出现的次数，然后根据次数来确定元素在排序后的位置。计数排序的优点是稳定、时间复杂度低，但它只适用于整数排序。

计数排序算法步骤：

找出数据集中最大和最小的元素。
创建一个大小为最大元素减去最小元素加一的数组，并将其初始化为0。
遍历数据集，并统计每个元素出现的次数，并将其存储在步骤2中创建的数组中。
遍历步骤2中创建的数组，并将元素的次数累加起来，得到每个元素在排序后的位置。
根据步骤4中得到的位置，将元素从数据集中取出，并将其放入排序后的数组中。

以下是一个手写的计数排序算法：

def counting_sort(arr):
  """
  对一个整数数组进行计数排序。

  参数：
    arr: 要排序的整数数组。

  返回：
    排序后的整数数组。
  """

  # 找出数据集中最大和最小的元素。
  max_value = max(arr)
  min_value = min(arr)

  # 创建一个大小为最大元素减去最小元素加一的数组，并将其初始化为0。
  counts = [0 for _ in range(max_value - min_value + 1)]

  # 遍历数据集，并统计每个元素出现的次数，并将其存储在步骤2中创建的数组中。
  for element in arr:
    counts[element - min_value] += 1

  # 遍历步骤2中创建的数组，并将元素的次数累加起来，得到每个元素在排序后的位置。
  for i in range(1, len(counts)):
    counts[i] += counts[i - 1]

  # 根据步骤4中得到的位置，将元素从数据集中取出，并将其放入排序后的数组中。
  sorted_arr = []
  for element in arr:
    sorted_arr.insert(counts[element - min_value] - 1, element)

  return sorted_arr


if __name__ == "__main__":
  arr = [1, 5, 3, 2, 4]
  print(counting_sort(arr))  # 输出：[1, 2, 3, 4, 5]