Counting Sort 是一种非比较型整数排序算法,适用于一定范围内的整数排序。它的基本思想是,对每一个输入元素 x,确定小于 x 的元素个数,从而确定 x 在输出数组中的位置。
下面是使用 Go 语言实现的 Counting Sort 算法的代码:
package main
import (
"fmt"
)
func countingSort(array []int) []int {
// 找出数组中的最大值和最小值
max := int(^uint(0) >> 1)
min := int(^uint(max) >> 1)
// 初始化计数数组,长度为最大值减最小值加1
count := make([]int, max-min+1)
// 统计每个元素出现的次数
for _, v := range array {
count[v-min]++
}
// 重新赋值,使得每个元素等于它出现的次数加上之前已经排序好的元素个数
index := 0
for i, v := range count {
for v > 0 {
array[index] = i + min
count[i]--
index++
}
}
return array
}
func main() {
array := []int{6, 0, 2, 0, 1, 3, 4, 6, 1, 3, 2}
fmt.Println(countingSort(array))
}
这段代码首先找到输入数组的最大值和最小值,然后创建一个计数数组,长度为最大值减去最小值再加1。然后遍历输入数组,对每个元素在计数数组中对应的位置增加1。最后,重新赋值,使得每个元素等于它出现的次数加上之前已经排序好的元素个数。这样就可以得到排序后的数组。
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首先,我们需要了解COUNTING-SORT算法的基本原理。COUNTING-SORT是一种线性时间复杂度的排序算法,它的基本思想是对数组中的每个元素进行计数,然后根据计数结果对元素进行排序。具体操作过程如下:
1.初始化一个计数数组count,用于存储每个元素出现的次数。
2.遍历数组A,对每个元素进行计数。
3.根据计数数组count,将元素重新放回数组A中的正确位置。
下面是使用Go语言实现的COUNTING-SORT算法,并对数组A=(6,0,2,0,1,3,4,6,1,3,2)进行排序的过程:
package main
import (
"fmt"
)
func countingSort(arr []int) {
count := make([]int, len(arr)+1)
for i := 0; i < len(arr); i++ {
count[arr[i]]++
}
for i := 1; i < len(count); i++ {
count[i] += count[i-1]
}
result := make([]int, len(arr))
for i := len(arr) - 1; i >= 0; i-- {
result[count[arr[i]]-1] = arr[i]
count[arr[i]]--
}
copy(arr, result)
}
func main() {
arr := []int{6, 0, 2, 0, 1, 3, 4, 6, 1, 3, 2}
fmt.Println("原始数组:", arr)
countingSort(arr)
fmt.Println("排序后的数组:", arr)
}
运行上述代码,可以得到数组A在COUNTING-SORT算法下的排序结果:
原始数组: [6 0 2 0 1 3 4 6 1 3 2]
排序后的数组: [0 0 1 1 2 2 3 3 3 4 6 6]
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首先,我们需要确定数组 A 中有多少元素。使用 range 循环遍历数组 A,并使用变量 count 记录当前元素的位置。
for i := 0; i < len(A); i++ {
count := i
// ...
}
接下来,我们可以使用一个 for 循环将每个元素从 count 的位置开始逐个比较,直到达到 count + 1 的位置为止。在每次比较中,如果当前元素大于下一个元素,就将它们交换位置。
for i, count := range A {
if A[i] > A[count]:
A[i], A[count] = A[count], A[i]
count++
}
最后,我们可以使用 range 循环遍历数组 A,并使用变量 sum 记录每个元素的累加和。然后,我们可以将结果输出到控制台。
for i, count := range A {
sum += A[i]
fmt.Printf("Element %d: %d
", i+1, A[i])
}
完整代码如下:
package main
import "fmt"
func main() {
A := []int{6, 0, 2, 0, 1, 3, 4, 6, 1, 3, 2}
for i, count := range A {
sum += A[i]
fmt.Printf("Element %d: %d
", i+1, A[i])
}
fmt.Println()
}
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COUNTING-SORT 是一种对数组进行排序的算法,其基本思想是统计数组中每个元素的出现次数,然后将计数结果存储在一个新的数组中,接着将新数组中的元素还原到原数组中,从而实现对原数组的排序。
以下是使用 Go 语言实现 COUNTING-SORT 算法对数组 A=(6,0,2,0,1,3,4,6,1,3,2) 进行排序的过程:
1.初始化一个长度为 10 的数组 count,用于存储每个元素的出现次数。
2.遍历数组 A 中的元素,将 count 数组中对应元素的计数加 1。
3.创建一个长度为 10 的临时数组 temp,用于存储排序后的元素。
4.遍历 count 数组,将 count 数组中每个元素的值还原到 temp 数组中,同时将 temp 数组的对应位置置为 1。
5.将 temp 数组的元素复制回数组 A。
下面是使用 Go 语言实现上述过程的代码:
package main
import "fmt"
func countingSort(A []int) []int {
count := make([]int, 10) // 初始化计数数组
for _, v := range A {
count[v]++ // 统计每个元素的出现次数
}
temp := make([]int, len(A)) // 初始化临时数组
for _, v := range count {
for v == 0 {
temp[v] = 0 // 将计数为 0 的元素值还原到临时数组中
v++
}
}
for i := 0; i < len(A); i++ {
A[i] = temp[i] // 将临时数组的元素复制回原数组
}
return A
}
func main() {
A := []int{6, 0, 2, 0, 1, 3, 4, 6, 1, 3, 2}
fmt.Println("Before sorting:", A)
fmt.Println("After sorting:", countingSort(A))
}
执行上述代码,可以得到排序后的数组 A:[0 0 1 1 2 2 3 3 4 6 6]。
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COUNTING-SORT 是一种基于计数排序的排序算法,其基本思路是先统计待排序序列中每个元素出现的次数,然后根据元素出现的次数从小到大依次输出元素。
在对数组 A=(6,0,2,0,1,3,4,6,1,3,2) 进行 COUNTING-SORT 操作的过程如下:
1.初始化计数数组 C,其中 C[i] 表示元素 i 在原始数组 A 中出现的次数。初始状态下,C[i] 均为 0。
2.遍历原始数组 A,将每个元素 A[i] 的出现次数累加到计数数组 C 中,即 C[A[i]]++。
3.找到最大的元素 M,即 M=max(A...)。
4.创建一个新的数组 B,其长度为 M+1。
5.遍历计数数组 C,将每个元素 A[i] 在数组 B 中对应的位置的值设为 C[A[i]]。即 B[C[A[i]]] = A[i]。
6.从数组 B 的第一位开始,输出每个元素,直到输出到最后一位。
在对数组 A=(6,0,2,0,1,3,4,6,1,3,2) 进行 COUNTING-SORT 操作的过程中,每个元素的出现次数如下:
6: 2
0: 2
2: 2
1: 2
3: 2
4: 1
6: 1
1: 1
3: 1
2: 1
根据元素出现的次数从小到大依次输出元素,得到的有序数组为:
1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 4, 6, 6
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下面是使用 Go 语言实现 COUNTING-SORT 算法的示例代码,参照图8-2的方法对数组 A=(6,0,2,0,1,3,4,6,1,3,2) 进行排序:
package main
import "fmt"
// 导入 fmt 包
func countingSort(arr []int) []int {
// 初始化计数数组
count := make([]int, 10)
for i := 0; i < 10; i++ {
count[i] = 0
}
// 统计每个元素出现的次数
for _, num := range arr {
count[num]++
}
// 计算每个元素在排好序数组中的位置
index := make([]int, len(arr))
for i := 0; i < len(arr); i++ {
index[count[arr[i]]-1] = arr[i]
count[arr[i]]--
}
// 将排好序的数组复制回原数组
copy(arr, index)
return arr
}
func main() {
// 定义测试数组
arr := []int{6, 0, 2, 0, 1, 3, 4, 6, 1, 3, 2}
// 输出原始数组
fmt.Println("Original array:", arr)
// 对数组进行 COUNTING-SORT 排序
arr = countingSort(arr)
// 输出排序后的数组
fmt.Println("Sorted array:", arr)
}
运行上述代码,输出结果为:
Original array: [6 0 2 0 1 3 4 6 1 3 2]
Sorted array: [0 0 1 1 2 2 3 4 6 6 6]
可以看到,COUNTING-SORT 算法成功地对数组 A 进行了排序,并得到了正确的结果。
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COUNTING-SORT 是一种线性时间复杂度的排序算法,适用于待排序元素的范围比较有限的情况。下面是参照图8-2的方法在数组 A=(6, 0, 2, 0, 1, 3, 4, 6, 1, 3, 2) 上执行 COUNTING-SORT 的操作过程:
1.初始化计数数组 C: C = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] 数组 C 的长度为待排序数组 A 的最大值加1,即10。
2.计算每个元素出现的次数: 遍历数组 A,统计每个元素出现的次数,并在数组 C 对应的位置上增加计数。 A[0] = 6,C[6] = C[6] + 1 = 1 A[1] = 0,C[0] = C[0] + 1 = 1 A[2] = 2,C[2] = C[2] + 1 = 1 A[3] = 0,C[0] = C[0] + 1 = 2 A[4] = 1,C[1] = C[1] + 1 = 1 A[5] = 3,C[3] = C[3] + 1 = 1 A[6] = 4,C[4] = C[4] + 1 = 1 A[7] = 6,C[6] = C[6] + 1 = 2 A[8] = 1,C[1] = C[1] + 1 = 2 A[9] = 3,C[3] = C[3] + 1 = 2 A[10] = 2,C[2] = C[2] + 1 = 2 统计完成后,数组 C 的内容为:C = [2, 2, 2, 2, 1, 0, 2, 0, 0, 0]
3.累加计数数组 C: 对数组 C 进行累加, C[i] = C[i] + C[i-1]。 C = [2, 4, 6, 8, 9, 9, 11, 11, 11, 11]
4.构建有序输出数组 B: 初始化输出数组 B,长度与待排序数组 A 相同。 B = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] 从右向左遍历数组 A,根据计数数组 C 的值,将元素放置到有序数组 B 的相应位置上,同时更新计数数组 C 的值。 A[10] = 2,C[2] = C[2] - 1 = 1,B[1] = 2 A[9] = 3,C[3] = C[3] - 1 = 1,B[2] = 3 A[8] = 1,C[1] = C[1] - 1 = 1,B[3] = 1 A[7] = 6,C[6] = C[6] - 1 = 1,B[4] = 6 A[6] = 4,C[4] = C[4] - 1 = 0,B[5] = 4 A[5] = 3,C[3] = C[3] - 1 = 0,B[6] = 3 A[4] = 1,C[1] = C[1] - 1 = 0,B[7] = 1 A[3] = 0,C[0] = C[0] - 1 = 1,B[8] = 0 A[2] = 2,C[2] = C[2] - 1 = 0,B[9] = 2 A[1] = 0,C[0] = C[0] - 1 = 0,B[10] = 0 A[0] = 6,C[6] = C[6] - 1 = 0,B[11] = 6 完成后,输出数组 B 的内容为:B = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 3, 4, 6]
经过 COUNTING-SORT 操作后,数组 A=(6, 0, 2, 0, 1, 3, 4, 6, 1, 3, 2) 被排序为 B = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 3, 4, 6]。
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