【发布时间】：2019-10-20 16:32:21
【问题描述】：
考虑以下代码：
#define SIZE 12
void randomize(int* array, int array_size);
void print(int* array, int array_size);
void counting_sort(int* array, int array_size);
int get_max(int* array, int array_size);
void construct(int* sorted, int sorted_array_size, int* values);
int main(void)
{
srand(time(NULL));
int* array = (int*)malloc(sizeof(int) * SIZE);
randomize(array, SIZE);
print(array, SIZE);
counting_sort(array, SIZE);
free(array);
return 0;
}
void randomize(int* array, int array_size) {...}
void print(int* array, int array_size) {...}
void counting_sort(int* array, int array_size) {
int minVal, maxVal;
int* sorted = (int*)malloc(sizeof(int) * SIZE);
maxVal = get_max(array, array_size);
int* values = (int*)malloc(maxVal * sizeof(int));
memset(values, 0, maxVal * sizeof(int));
for (int i = 0; i < array_size; i++) {
values[array[i]]++;
}
construct(sorted, SIZE, values);
free(values);
free(sorted);
}
int get_max(int* array, int array_size) {...}
void construct(int* sorted, int array_size, int* values) {
for (int i = 0, j = 0; i < array_size; i++) {
while (!values[++j]);
sorted[i] = j;
--values[j];
}
print(sorted, SIZE);
}
main() 声明一个数组，其大小由宏SIZE 控制。然后有一些函数可以随机化、打印并找到该数组的最大值。之后是计数排序本身的实现，它使用construct(..) 函数来创建排序数组。我已经测试了几次，找不到任何错误。然而，这就是我所关心的。
for (int i = 0, j = 0; i < array_size; i++) {
while (!values[++j]);...
我们有 2 个内部循环，这些循环中的变量递增。这意味着construct(...) 函数的时间复杂度变成二次的，而不是线性的。问题是我想不出一个好方法来丢弃values[] 中的所有0。线性解决方案是最受欢迎的。
添加完整代码：
#include <stdlib.h>
#include <cassert>
#include <time.h>
#include <limits.h>
#include <string.h>
#define SIZE 160
void randomize(int* array, int array_size);
void print(int* array, int array_size);
void counting_sort(int* array, int array_size);
int get_max(int* array, int array_size);
void construct(int* sorted, int sorted_array_size, int* values);
int main(void)
{
srand(time(NULL));
int* array = (int*)malloc(sizeof(int) * SIZE);
randomize(array, SIZE);
print(array, SIZE);
counting_sort(array, SIZE);
free(array);
return 0;
}
void randomize(int* array, int array_size) {
for (int i = 0; i < array_size; i++) {
array[i] = rand() % array_size;
}
}
void print(int* array, int array_size) {
for (int i = 0; i < array_size; i++) {
printf("%4d ", array[i]);
}
putchar('\n');
}
void counting_sort(int* array, int array_size) {
int minVal, maxVal;
int* sorted = (int*)malloc(sizeof(int) * SIZE);
maxVal = get_max(array, array_size);
int* values = (int*)malloc(maxVal * sizeof(int));
memset(values, 0, maxVal * sizeof(int));
for (int i = 0; i < array_size; i++) {
values[array[i]]++;
}
construct(sorted, SIZE, values);
free(values);
free(sorted);
}
int get_max(int* array, int array_size) {
int max = INT_MIN;
for (int i = 0; i < array_size; i++) {
if (max < array[i]) {
max = array[i];
}
}
return max;
}
void construct(int* sorted, int array_size, int* values) {
for (int i = 0, j = 0; i < array_size; i++) {
while (!values[j]) {
++j;
}
sorted[i] = j;
--values[j];
}
print(sorted, SIZE);
}
【问题讨论】：
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那段代码还能用吗？你试过像
{5,5,5,0,0,0}这样的数组吗？ -
是的，它适用于这样的数组，@user3386109
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可能重复：Correctly allocating multi-dimensional arrays。该程序中明显的性能损失是缺少 2D 数组 - 相反，您正在处理分散在堆中的段。此外，calloc 可能比 malloc + memset 稍微快一点。
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"变成二次的，而不是线性的。" 不，因为你从来没有重置 j 也没有递减它，所以复杂度是 2*array_size (values如果我理解的话，它的大小与排序的相同）......假设你的算法是正确的（比如@user3386109，我不确定，但你没有给出所有代码）
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首先你通过越界访问获得了UB，假设你有一个数组
{0,5,4}，最大元素为5，那么你分配values，大小为5，然后你访问@987654336 @ 在循环中 (values[array[i]]++;)。
标签： c algorithm time-complexity counting-sort