計數排序

import java.util.Arrays;

/**
 * 計數排序，屬於穩定排序
 * 時間複雜度：代碼1、2、4步都涉及遍歷原始數列，運算量都是n，第3步遍歷統計數列，運算量是m，所以總體運算量是m，所以總體的運算量是3n+m,去掉係數，時間複雜度是O(n+m)
 * 空間複雜度：如果不考慮結果數組，只考慮統計數組大小的劃，空間複雜度是O(m)
 * 侷限性：
 * 1、當數列最大和最小值差距過大時，並不適合使用計數排序（例如給出20個隨機數，範圍在0-1億之間，這時如果使用計數排序需要使用長度爲1億的數組。不但浪費空間、時間複雜度也會提升）
 * 2、當數列不是整數時，也不適用於計數排序（消暑無法創建對應的統計數組）
 */
public class CountSort {

    public static int[] countSort(int[] arr) {
        //1、得到數列的最大值和最小值，並算出差值d
        int min = arr[0];
        int max = arr[0];
        for (int i : arr) {
            if (i > max) {
                max = i;
            }
            if (i < min) {
                min = i;
            }
        }
        int d = max - min;
        //2、創建統計數組並統計對應元素的個數
        int[] countArray = new int[d + 1];
        for (int i : arr) {
            countArray[i - min]++;
        }
        //3、統計數組做變形，後面的元素等於前面元素之和.累加的原因：讓統計數組存儲的元素值，等於相應整數的最終排序位置序號
        for (int i = 1; i < countArray.length; i++) {
            countArray[i] += countArray[i - 1];
        }
        //4、倒序遍歷原始數列，從統計數組找到正確位置，輸出結果數組
        int[] sortArray = new int[arr.length];
        for (int i = arr.length-1; i >= 0; i--) {
            sortArray[countArray[arr[i] - min] - 1] = arr[i];
            countArray[arr[i] - min] -- ;
        }
        return sortArray;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{95,94,91,98,99,90,99,93,91,92};
        int[] sortArray = countSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(sortArray));
    }
}