feat(counting_sort): support counting_sort in c/go (#431)

* feat(go/counting_sort): support counting_sort in go

* feat(test): support counting_sort_naive testcase

* feat(go/counting_sort): support counting sort

* feat(c/counting_sort): support counting_sort in c

.gitignore

@@ -13,4 +13,3 @@ docs/overrides/
 build/
 site/
 utils/
-**/cmake-build-debug

codes/c/chapter_sorting/CMakeLists.txt

@@ -1,4 +1,5 @@
 add_executable(bubble_sort bubble_sort.c)
+add_executable(counting_sort counting_sort.c)
 add_executable(insertion_sort insertion_sort.c)
 add_executable(quick_sort quick_sort.c)
 add_executable(radix_sort radix_sort.c)

codes/c/chapter_sorting/counting_sort.c

@@ -0,0 +1,81 @@
+/**
+ * File: counting_sort.c
+ * Created Time: 2023-03-20
+ * Author: Reanon (793584285@qq.com)
+ */
+#include "../include/include.h"
+
+/* 计数排序 */
+// 简单实现，无法用于排序对象
+void countingSortNaive(int nums[], int size) {
+    // 1. 统计数组最大元素 m
+    int m = 0;
+    for (int i = 0; i < size; i++) {
+        if (nums[i] > m) {
+            m = nums[i];
+        }
+    }
+    // 2. 统计各数字的出现次数
+    // counter[num] 代表 num 的出现次数
+    int *counter = malloc(sizeof(int) * size);
+    for (int i = 0; i < size; i++) {
+        counter[nums[i]]++;
+    }
+    // 3. 遍历 counter ，将各元素填入原数组 nums
+    int i = 0;
+    for (int num = 0; num < m + 1; num++) {
+        for (int j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
+            nums[i] = num;
+        }
+    }
+}
+
+
+/* 计数排序 */
+// 完整实现，可排序对象，并且是稳定排序
+void countingSort(int nums[], int size) {
+    // 1. 统计数组最大元素 m
+    int m = 0;
+    for (int i = 0; i < size; i++) {
+        if (nums[i] > m) {
+            m = nums[i];
+        }
+    }
+    // 2. 统计各数字的出现次数
+    // counter[num] 代表 num 的出现次数
+    int *counter = malloc(sizeof(int) * size);
+    for (int i = 0; i < size; i++) {
+        counter[nums[i]]++;
+    }
+    // 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 (int i = 0; i < m; i++) {
+        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
+    int *res = malloc(sizeof(int) * size);
+    for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
+        int num = nums[i];
+        // 将 num 放置到对应索引处
+        res[counter[num] - 1] = num;
+        // 令前缀和自减 1 ，得到下次放置 num 的索引
+        counter[num]--;
+    }
+    // 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
+    memcpy(nums, res, size * sizeof(int));
+}
+
+/* Driver Code */
+int main() {
+    int nums[] = {1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4};
+    int size = sizeof(nums) / sizeof(int);
+    countingSortNaive(nums, size);
+    printf("计数排序（无法排序对象）完成后 nums = ");
+    printArray(nums, size);
+
+    countingSort(nums, size);
+    printf("计数排序完成后 nums = ");
+    printArray(nums, size);
+    return 0;
+}

codes/go/chapter_sorting/count_sort_test.go

@@ -0,0 +1,20 @@
+// File: count_sort_test.go
+// Created Time: 2023-03-20
+// Author: Reanon (793584285@qq.com)
+
+package chapter_sorting
+
+import (
+	"fmt"
+	"testing"
+)
+
+func TestCountingSort(t *testing.T) {
+	c := &CountingSort{}
+	nums := []int{1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4}
+	c.countingSortNaive(nums)
+	fmt.Println("计数排序（无法排序对象）完成后 nums = ", nums)
+
+	c.countingSort(nums)
+	fmt.Println("计数排序完成后 nums = ", nums)
+}

codes/go/chapter_sorting/counting_sort.go

@@ -0,0 +1,66 @@
+// File: counting_sort.go
+// Created Time: 2023-03-20
+// Author: Reanon (793584285@qq.com)
+
+package chapter_sorting
+
+type CountingSort struct{}
+
+/* 计数排序 */
+// 简单实现，无法用于排序对象
+func (c *CountingSort) countingSortNaive(nums []int) {
+	// 1. 统计数组最大元素 m
+	m := 0
+	for num := range nums {
+		if num > m {
+			m = num
+		}
+	}
+	// 2. 统计各数字的出现次数
+	// counter[num] 代表 num 的出现次数
+	counter := make([]int, m+1)
+	for _, num := range nums {
+		counter[num]++
+	}
+	// 3. 遍历 counter ，将各元素填入原数组 nums
+	for i, num := 0, 0; num < m+1; num++ {
+		for j := 0; j < counter[num]; j++ {
+			nums[i] = num
+			i++
+		}
+	}
+}
+
+func (c *CountingSort) countingSort(nums []int) {
+	// 1. 统计数组最大元素 m
+	m := 0
+	for num := range nums {
+		if num > m {
+			m = num
+		}
+	}
+	// 2. 统计各数字的出现次数
+	// counter[num] 代表 num 的出现次数
+	counter := make([]int, m+1)
+	for _, num := range nums {
+		counter[num]++
+	}
+	// 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 := 0; i < m; i++ {
+		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 := make([]int, n)
+	for i := n - 1; i >= 0; i-- {
+		num := nums[i]
+		// 将 num 放置到对应索引处
+		res[counter[num]-1] = num
+		// 令前缀和自减 1 ，得到下次放置 num 的索引
+		counter[num]--
+	}
+	// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
+	copy(nums, res)
+}