Add Python and C++ code for the counting sort. (#436)

codes/python/chapter_sorting/counting_sort.py

@@ -0,0 +1,65 @@
+"""
+File: bubble_sort.py
+Created Time: 2023-03-21
+Author: Krahets (krahets@163.com)
+"""
+
+import sys, os.path as osp
+sys.path.append(osp.dirname(osp.dirname(osp.abspath(__file__))))
+from modules import *
+
+def counting_sort_naive(nums: List[int]) -> None:
+    """ 计数排序 """
+    # 简单实现，无法用于排序对象
+    # 1. 统计数组最大元素 m
+    m = 0
+    for num in nums:
+        m = max(m, num)
+    # 2. 统计各数字的出现次数
+    # counter[num] 代表 num 的出现次数
+    counter = [0] * (m + 1)
+    for num in nums:
+        counter[num] += 1
+    # 3. 遍历 counter ，将各元素填入原数组 nums
+    i = 0
+    for num in range(m + 1):
+        for _ in range(counter[num]):
+            nums[i] = num
+            i += 1
+
+def counting_sort(nums: List[int]) -> None:
+    """ 计数排序 """
+    # 完整实现，可排序对象，并且是稳定排序
+    # 1. 统计数组最大元素 m
+    m = max(nums)
+    # 2. 统计各数字的出现次数
+    # counter[num] 代表 num 的出现次数
+    counter = [0] * (m + 1)
+    for num in nums:
+        counter[num] += 1
+    # 3. 求 counter 的前缀和，将“出现次数”转换为“尾索引”
+    # 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
+    for i in range(m):
+        counter[i + 1] += counter[i]
+    # 4. 倒序遍历 nums ，将各元素填入结果数组 res
+    # 初始化数组 res 用于记录结果
+    n = len(nums)
+    res = [0] * n
+    for i in range(n - 1, -1, -1):
+        num = nums[i]
+        res[counter[num] - 1] = num  # 将 num 放置到对应索引处
+        counter[num] -= 1  # 令前缀和自减 1 ，得到下次放置 num 的索引
+    # 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
+    for i in range(n):
+        nums[i] = res[i]
+
+""" Driver Code """
+if __name__ == "__main__":
+    nums = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4]
+
+    counting_sort_naive(nums)
+    print(f"计数排序（无法排序对象）完成后 nums = {nums}")
+
+    nums1 = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4]
+    counting_sort(nums1)
+    print(f"计数排序完成后 nums1 = {nums1}")