使用 malloc 和 size-t 类型进行计数排序 - C 编程语言

计数排序是一种线性排序算法，可以在 O(n+k) 的时间复杂度内对 n 个元素进行排序，其中 k 为计数数组的范围。本文将介绍如何使用 malloc 和 size_t 类型来实现计数排序。

计数排序

计数排序的思想是创建一个计数数组，将数组中的元素计数，并将计数数组中的值依次累加。最后将原数组的元素按照计数数组的值排序即可。

下面是计数排序的 C 语言代码实现：

void countingSort(int arr[], int n) {
    int max = arr[0];
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }

    int* count = (int*)malloc((max + 1) * sizeof(int));
    for (int i = 0; i < max + 1; i++) {
        count[i] = 0;
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        count[arr[i]]++;
    }

    for (int i = 1; i < max + 1; i++) {
        count[i] += count[i - 1];
    }

    int* result = (int*)malloc(n * sizeof(int));
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        result[count[arr[i]] - 1] = arr[i];
        count[arr[i]]--;
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = result[i];
    }

    free(count);
    free(result);
}

使用 malloc 和 size_t 类型

在上述代码实现中，我们使用了 malloc 函数来动态地分配内存空间。由于数组的大小是不确定的，因此我们需要使用 size_t 类型来存储数组的大小。

下面是修改后的代码实现：

void countingSort(int arr[], size_t n) {
    int max = arr[0];
    for (size_t i = 1; i < n; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }

    int* count = (int*)malloc((max + 1) * sizeof(int));
    for (size_t i = 0; i < max + 1; i++) {
        count[i] = 0;
    }

    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        count[arr[i]]++;
    }

    for (size_t i = 1; i < max + 1; i++) {
        count[i] += count[i - 1];
    }

    int* result = (int*)malloc(n * sizeof(int));
    for (size_t i = n - 1; i >= 0; i--) {
        result[count[arr[i]] - 1] = arr[i];
        count[arr[i]]--;
    }

    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = result[i];
    }

    free(count);
    free(result);
}

总结

本文介绍了如何使用 malloc 和 size_t 类型实现计数排序。通过动态地分配内存空间，我们可以在程序运行时决定数组的大小，提高了程序的灵活性。计数排序是一种时间复杂度较小的排序算法，适用于数据比较稠密的情况。