Counting Sort

Counting sort – алгоритм сортировки подсчетом. Всмысле? Да! Прям так!

В алгоритме участвуют минимум два массива, первый – список целых чисел которые надо отсортировать, второй – массив размером = (максимальное число – минимальное число) + 1, изначально содержащий одни нули. Далее перебираются цифры из первого массива, по элементу-числу получается индекс во втором массиве, который инкрементируют на единицу. После прохода по всему списку у нас получится полностью заполненный второй массив с количеством повторений чисел из первого. У алгоритма есть серьезная издержка – второй массив также содержит нули для чисел которых в первом списке нет, т.н. оверхед по памяти.

После получения второго массива, перебираем его и записываем отсортированный вариант числа по индексу, декрементируя счетчик до нуля. Изначально нулевой счетчик игнорируется.

Пример неоптимизированной работы алгоритма сортировки подсчетом:

  1. Входой массив 1,9,1,4,6,4,4
  2. Тогда массив для подсчета будет 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 (минимальное число 0, максимальное 9)
  3. С итоговыми счетчиками 0,2,0,0,3,0,1,0,0,1
  4. Итого отсортированный массив 1,1,4,4,4,6,9

Код алгоритма на языке Python 3:

print("Counting Sort")

numbers = [42, 89, 69, 777, 22, 35, 42, 69, 42, 90, 777]

minimal = min(numbers)
maximal = max(numbers)
countListRange = maximal - minimal
countListRange += 1
countList = [0] * countListRange

print(numbers)
print(f"Minimal number: {minimal}")
print(f"Maximal number: {maximal}")
print(f"Count list size: {countListRange}")

for number in numbers:
    index = number - minimal
    countList[index] += 1

replacingIndex = 0
for index, count in enumerate(countList):
    for i in range(count):
        outputNumber = minimal + index
        numbers[replacingIndex] = outputNumber
        replacingIndex += 1

print(numbers)

Из-за использования двух массивов, временная сложность алгоритма O(n + k)

Ссылки

https://gitlab.com/demensdeum/algorithms/-/tree/master/sortAlgorithms/countingSort

Источники

https://www.youtube.com/watch?v=6dk_csyWif0
https://www.youtube.com/watch?v=OKd534EWcdk
https://en.wikipedia.org/wiki/Counting_sort
https://rosettacode.org/wiki/Sorting_algorithms/Counting_sort
https://pro-prof.com/forums/topic/%D0%B0%D0%BB%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BC-%D1%81%D0%BE%D1%80%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B8-%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%87%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BC

Published by demensdeum