Swift经典排序算法-计数排序法

一、小序

我们先讲解一道算法题目:数组中有10个随机数值,数值取值范围为从0到5,我们如何用最快的速度把这10个整数从小到大进行排序。

首先你会想到我们之前学的快速排序这个算法,因为快速排序算法的时间复杂度只为O(nlogn)。其实这种方法还是不够快,那有没有比快速排序算法更快的排序方法呢?你心中不免疑虑 ???”时间复杂度为O(nlogn)的快速排序??不是最快的???“

让我们先来回顾一下经典的排序算法,无论是归并排序,冒泡排序还是快速排序等等,都是基于元素之间的比较来进行排序的。但是有一种特殊的排序算法叫计数排序,这种排序算法不是基于元素比较,而是利用数组下标来确定元素的正确位置。

在刚才的题目里,随机整数的取值范围是从0到5,那么这些整数的值肯定是在0到10这11个数里面。于是我们可以建立一个长度为6的数组,数组下标从0到5,元素初始值全为0,如下所示:
Swift经典排序算法-计数排序法

先假设10个随机整数的值是:【3,5,1,3,2,5,4,1,3,2】

让我们对这个无序的随机数组进行遍历,每一个整数按照其值对号入座,对应数组下标的元素进行加1操作。

例如:第一个整数是3,那么数组下标为3的元素加1:
Swift经典排序算法-计数排序法
第二个整数是5,那么数组下标为5的元素加1:
Swift经典排序算法-计数排序法
继续遍历数列并修改数组…

最终,数列遍历完毕时,数组的状态如下:
Swift经典排序算法-计数排序法
数组中的每一个值,代表了数列中对应整数的出现次数。

有了这个统计结果,排序就很简单了,直接遍历数组,输出数组元素大于0的下标值,元素的值是几,就输出几次:

【1、1、2、2、3、3、3、4、5、5】

显然,这个输出的数列已经是有序的了。

以上就是计数排序的基本过程,它适用于一定范围的整数排序。在取值范围不是很大的情况下,它的性能在某些情况甚至快过那些O(nlogn)的排序,例如快速排序、归并排序。

二、动画演示【其实上面例子更加明了】
Swift经典排序算法-计数排序法

三、代码实现
Swift经典排序算法-计数排序法
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