本文将介绍如何使用计数排序算法对%ignore_a_1%中的特定范围整数进行排序，该方法旨在优化时间和空间复杂度。正如摘要所述，本文将深入探讨计数排序的原理，并提供具体的 Java 代码示例，帮助读者理解和应用该算法。
计数排序算法
计数排序是一种非比较型的排序算法，它适用于已知待排序元素的取值范围的情况。其核心思想是统计每个元素出现的次数，然后根据元素出现的次数将元素放回原始序列的正确位置。
对于本例中，栈中只包含范围在 1 到 4 之间的整数，因此非常适合使用计数排序。
实现步骤
构建频率直方图: 遍历栈中的每个元素，统计每个元素出现的次数。可以使用数组或 HashMap 来存储频率信息。按顺序推回栈: 根据频率直方图，按照从小到大的顺序，将元素推回栈中。每个元素推入的次数等于其在直方图中的频率。
Java 代码示例 (使用数组)
以下代码展示了如何使用数组来实现计数排序：
import java.util.Stack;public class StackSorter { public static Stack sortStack(Stack stack) { final int min = 1; final int max = 4; int[] freq = new int[max - min + 1]; // 频率直方图 // 步骤 1: 构建频率直方图 while (!stack.isEmpty()) { int next = stack.pop(); if (next >= min && next = 0; i--) { while (freq[i] > 0) { stack.push(i + min); freq[i]--; } } return stack; } public static void main(String[] args) { Stack stack = new Stack(); stack.push(5); stack.push(3); stack.push(2); stack.push(1); stack.push(3); stack.push(5); stack.push(3); stack.push(1); stack.push(4); stack.push(7); Stack sortedStack = sortStack(stack); System.out.println("Sorted Stack: " + sortedStack); }}
Java 代码示例 (使用 HashMap)
以下代码展示了如何使用 HashMap 来实现计数排序：
import java.util.HashMap;import java.util.Map;import java.util.Stack;public class StackSorter { public static Stack sortStack(Stack stack) { final int min = 1; final int max = 4; Map freq = new HashMap(); // 频率直方图 // 步骤 1: 构建频率直方图 while (!stack.isEmpty()) { int next = stack.pop(); if (next >= min && next = min; i--) { if (freq.containsKey(i)) { int count = freq.get(i); while (count > 0) { stack.push(i); count--; } } } return stack; } public static void main(String[] args) { Stack stack = new Stack(); stack.push(5); stack.push(3); stack.push(2); stack.push(1); stack.push(3); stack.push(5); stack.push(3); stack.push(1); stack.push(4); stack.push(7); Stack sortedStack = sortStack(stack); System.out.println("Sorted Stack: " + sortedStack); }}
时间和空间复杂度
时间复杂度: 计数排序的时间复杂度为 O(n+k)，其中 n 是栈中元素的个数，k 是元素的取值范围。在本例中，k 为 4 – 1 + 1 = 4，因此时间复杂度为 O(n)。空间复杂度: 计数排序的空间复杂度为 O(k)，即元素的取值范围。在本例中，空间复杂度为 O(4)，可以认为是常数级别的。
注意事项
Stack 类的替代方案: java.util.Stack 是一个遗留类，建议使用实现了 Deque 接口的类，例如 ArrayDeque 或 LinkedList，来实现栈的功能。范围限制: 计数排序适用于已知元素取值范围的情况。如果元素的取值范围很大，则会消耗大量的内存空间。非负整数: 计数排序通常用于非负整数的排序。如果待排序的元素包含负数，则需要进行适当的转换。
总结
计数排序是一种高效的排序算法，尤其适用于已知元素取值范围的情况。通过构建频率直方图，可以实现线性时间复杂度的排序。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的数据结构和算法实现。
以上就是使用计数排序高效地对栈中的特定范围整数进行排序的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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