Сортировка подсчетом

Обновлено: 15.01.2020

Сортировка подсчетом (Counting sort) – алгоритм сортировки, который применяется при небольшом количестве разных значений элементов массива данных.

Время работы алгоритма, линейно зависит от общего количества элементов массива и от количества разных элементов.

Принцип работы алгоритма сортировки подсчетом

Идея алгоритма заключается в следующем:

  • считаем количество вхождений каждого элемента массива;
  • исходя из данных полученных на первом шаге, формируем отсортированный массив.

Реализация алгоритма сортировки подсчетом

Рассмотрим простую реализацию алгоритма, для массива который может содержать значения от 0 до k:

using System;

class Program
{
    //простой вариант сортировки подсчетом
    static int[] BasicCountingSort(int[] array, int k)
    {
        var count = new int[k + 1];
        for (var i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            count[array[i]]++;
        }

        var index = 0;
        for (var i = 0; i < count.Length; i++)
        {
            for (var j = 0; j < count[i]; j++)
            {
                array[index] = i;
                index++;
            }
        }

        return array;
    }

    //метод для получения массива заполненного случайными числами
    static int[] GetRandomArray(int arraySize, int minValue, int maxValue)
    {
        var random = new Random();
        var randomArray = new int[arraySize];
        for (var i = 0; i < randomArray.Length; i++)
        {
            randomArray[i] = random.Next(minValue, maxValue);
        }

        return randomArray;
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        var arr = GetRandomArray(10, 0, 9);
        Console.WriteLine("Входные данные: {0}", string.Join(", ", arr));
        Console.WriteLine("Отсортированный массив: {0}", string.Join(", ", BasicCountingSort(arr, 9)));
        Console.ReadLine();
    }
}

Обобщение на произвольный целочисленный диапазон

Если диапазон возможных значений элементов массива данных заранее не известен, производим поиск минимального и максимального значения.

Поскольку индекс массива не может быть отрицательным, то приведем минимальное значение диапазона к нулю, при этом будем учитывать поправку на всех последующих шагах. Это также позволит экономить память на массивах данных, в которых минимальное значение больше нуля.

//обобщенный вариант сортировки подсчетом
static int[] CountingSort(int[] array)
{
    //поиск минимального и максимального значений
    var min = array[0];
    var max = array[0];
    foreach (int element in array)
    {
        if (element > max)
        {
            max = element;
        }
        else if (element < min)
        {
            min = element;
        }
    }

    //поправка
    var correctionFactor = min != 0 ? -min : 0;
    max += correctionFactor;

    var count = new int[max + 1];
    for (var i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        count[array[i] + correctionFactor]++;
    }

    var index = 0;
    for (var i = 0; i < count.Length; i++)
    {
        for (var j = 0; j < count[i]; j++)
        {
            array[index] = i - correctionFactor;
            index++;
        }
    }

    return array;
}
Поделиться: Vk Ok
comments powered by Disqus