计数排序

import java.util.Arrays;

/**
 * 计数排序
 * <p>
 * 假设样本数据全是非负整数且范围很窄
 */
public class CountSort {

    public static void main(String[] args) {
        // 测试次数
        int times = 50000;

        int maxNum = 100;
        int maxSize = 100;
        for (int i = 0; i < times; i++) {
            // 生成随机数组
            int[] arr1 = generateArray(maxNum, maxSize);
            // 复制
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            // 排序
            countSort(arr1);
            // Api排序
            Arrays.sort(arr2);
            // 比较排序结果
            if (!arrayEquals(arr1, arr2)) {
                System.out.println("Sort failed!!!");
                System.out.println(Arrays.toString(arr1));
                System.out.println(Arrays.toString(arr2));
                return;
            }
        }
        System.out.println("Sort success");
    }

    /**
     * 计数排序
     *
     * @param arr 数组
     */
    public static void countSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        // 取数组最大值，计算需要多少个桶
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            max = Math.max(max, arr[i]);
        }
        int[] bucket = new int[max + 1];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            bucket[arr[i]]++;
        }
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < bucket.length; i++) {
            while (bucket[i]-- > 0) {
                arr[index++] = i;
            }
        }
    }

    /**
     * 生成随机数组
     *
     * @param maxNum  最大数
     * @param maxSize 数组最大大小
     * @return 随机数组
     */
    private static int[] generateArray(int maxNum, int maxSize) {
        int[] arr = new int[((int) (maxSize * Math.random())) + 1];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) (maxNum * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    /**
     * 判断两数组是否完全相同
     *
     * @param arr1 数组1
     * @param arr2 数组2
     * @return 是否相同
     */
    private static boolean arrayEquals(int[] arr1, int[] arr2) {
        if (arr1 == arr2) {
            return true;
        }
        if (arr1 == null || arr2 == null || arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    /**
     * 复制数组
     *
     * @param arr 要复制的数组
     * @return 复制的数组
     */
    private static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] copy = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            copy[i] = arr[i];
        }
        return copy;
    }

}

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