Add JavaScript and TypeScript code of bucket sort, counting sort and …

…radix sort (Chapter of Sorting) (#451) * Add JavaScript and TypeScript code of bucket sort (Chapter of Sorting) * Add JavaScript and TypeScript code of counting sort (Chapter of Sorting) * Add JavaScript and TypeScript code of radix sort (Chapter of Sorting)
krahets · Apr 8, 2023 · 56243cc · 56243cc
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diff --git a/codes/javascript/chapter_sorting/bucket_sort.js b/codes/javascript/chapter_sorting/bucket_sort.js
@@ -0,0 +1,39 @@
+/**
+ * File: bucket_sort.js
+ * Created Time: 2023-04-08
+ * Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
+ */
+
+/* 桶排序 */
+function bucketSort(nums) {
+    // 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
+    const k = nums.length / 2;
+    const buckets = [];
+    for (let i = 0; i < k; i++) {
+        buckets.push([]);
+    }
+    // 1. 将数组元素分配到各个桶中
+    for (const num of nums) {
+        // 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
+        const i = Math.floor(num * k);
+        // 将 num 添加进桶 i
+        buckets[i].push(num);
+    }
+    // 2. 对各个桶执行排序
+    for (const bucket of buckets) {
+        // 使用内置排序函数，也可以替换成其它排序算法
+        bucket.sort((a, b) => a - b);
+    }
+    // 3. 遍历桶合并结果
+    let i = 0;
+    for (const bucket of buckets) {
+        for (const num of bucket) {
+            nums[i++] = num;
+        }
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+const nums = [0.49, 0.96, 0.82, 0.09, 0.57, 0.43, 0.91, 0.75, 0.15, 0.37];
+bucketSort(nums);
+console.log('桶排序完成后 nums =', nums);
diff --git a/codes/javascript/chapter_sorting/counting_sort.js b/codes/javascript/chapter_sorting/counting_sort.js
@@ -0,0 +1,71 @@
+/**
+ * File: coutning_sort.js
+ * Created Time: 2023-04-08
+ * Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
+ */
+
+/* 计数排序 */
+// 简单实现，无法用于排序对象
+function countingSortNaive(nums) {
+    // 1. 统计数组最大元素 m
+    let m = 0;
+    for (const num of nums) {
+        m = Math.max(m, num);
+    }
+    // 2. 统计各数字的出现次数
+    // counter[num] 代表 num 的出现次数
+    const counter = new Array(m + 1).fill(0);
+    for (const num of nums) {
+        counter[num]++;
+    }
+    // 3. 遍历 counter ，将各元素填入原数组 nums
+    let i = 0;
+    for (let num = 0; num < m + 1; num++) {
+        for (let 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
+function countingSort(nums) {
+    // 1. 统计数组最大元素 m
+    let m = 0;
+    for (const num of nums) {
+        m = Math.max(m, num);
+    }
+    // 2. 统计各数字的出现次数
+    // counter[num] 代表 num 的出现次数
+    const counter = new Array(m + 1).fill(0);
+    for (const num of 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 (let 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
+    const n = nums.length;
+    const res = new Array(n);
+    for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
+        const num = nums[i];
+        res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
+        counter[num]--; // 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 (let i = 0; i < n; i++) {
+        nums[i] = res[i];
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+const nums = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
+countingSortNaive(nums);
+console.log('计数排序（无法排序对象）完成后 nums =', nums);
+
+const nums1 = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
+countingSort(nums1);
+console.log('计数排序完成后 nums1 =', nums1);
diff --git a/codes/javascript/chapter_sorting/radix_sort.js b/codes/javascript/chapter_sorting/radix_sort.js
@@ -0,0 +1,64 @@
+/**
+ * File: radix_sort.js
+ * Created Time: 2023-04-08
+ * Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
+ */
+
+/* 获取元素 num 的第 k 位，其中 exp = 10^(k-1) */
+function digit(num, exp) {
+    // 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
+    return Math.floor(num / exp) % 10;
+}
+
+/* 计数排序（根据 nums 第 k 位排序） */
+function countingSortDigit(nums, exp) {
+    // 十进制的位范围为 0~9 ，因此需要长度为 10 的桶
+    const counter = new Array(10).fill(0);
+    const n = nums.length;
+    // 统计 0~9 各数字的出现次数
+    for (let i = 0; i < n; i++) {
+        const d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位，记为 d
+        counter[d]++;                  // 统计数字 d 的出现次数
+    }
+    // 求前缀和，将“出现个数”转换为“数组索引”
+    for (let i = 1; i < 10; i++) {
+        counter[i] += counter[i - 1];
+    }
+    // 倒序遍历，根据桶内统计结果，将各元素填入 res
+    const res = new Array(n).fill(0);
+    for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
+        const d = digit(nums[i], exp);
+        const j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
+        res[j] = nums[i];         // 将当前元素填入索引 j
+        counter[d]--;             // 将 d 的数量减 1
+    }
+    // 使用结果覆盖原数组 nums
+    for (let i = 0; i < n; i++) {
+        nums[i] = res[i];
+    }
+}
+
+/* 基数排序 */
+function radixSort(nums) {
+    // 获取数组的最大元素，用于判断最大位数
+    let m = Number.MIN_VALUE;
+    for (const num of nums) {
+        if (num > m) {
+            m = num;
+        }
+    }
+    // 按照从低位到高位的顺序遍历
+    for (let exp = 1; exp <= m; exp *= 10) {
+        // 对数组元素的第 k 位执行计数排序
+        // k = 1 -> exp = 1
+        // k = 2 -> exp = 10
+        // 即 exp = 10^(k-1)
+        countingSortDigit(nums, exp);
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+const nums = [10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
+              88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996];
+radixSort(nums);
+console.log('基数排序完成后 nums =', nums);
diff --git a/codes/typescript/chapter_sorting/bucket_sort.ts b/codes/typescript/chapter_sorting/bucket_sort.ts
@@ -0,0 +1,41 @@
+/**
+ * File: bucket_sort.ts
+ * Created Time: 2023-04-08
+ * Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
+ */
+
+/* 桶排序 */
+function bucketSort(nums: number[]): void {
+    // 初始化 k = n/2 个桶，预期向每个桶分配 2 个元素
+    const k = nums.length / 2;
+    const buckets: number[][] = [];
+    for (let i = 0; i < k; i++) {
+        buckets.push([]);
+    }
+    // 1. 将数组元素分配到各个桶中
+    for (const num of nums) {
+        // 输入数据范围 [0, 1)，使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
+        const i = Math.floor(num * k);
+        // 将 num 添加进桶 i
+        buckets[i].push(num);
+    }
+    // 2. 对各个桶执行排序
+    for (const bucket of buckets) {
+        // 使用内置排序函数，也可以替换成其它排序算法
+        bucket.sort((a, b) => a - b);
+    }
+    // 3. 遍历桶合并结果
+    let i = 0;
+    for (const bucket of buckets) {
+        for (const num of bucket) {
+            nums[i++] = num;
+        }
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+const nums = [0.49, 0.96, 0.82, 0.09, 0.57, 0.43, 0.91, 0.75, 0.15, 0.37];
+bucketSort(nums);
+console.log('桶排序完成后 nums =', nums);
+
+export {};
diff --git a/codes/typescript/chapter_sorting/counting_sort.ts b/codes/typescript/chapter_sorting/counting_sort.ts
@@ -0,0 +1,73 @@
+/**
+ * File: coutning_sort.ts
+ * Created Time: 2023-04-08
+ * Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
+ */
+
+/* 计数排序 */
+// 简单实现，无法用于排序对象
+function countingSortNaive(nums: number[]): void {
+    // 1. 统计数组最大元素 m
+    let m = 0;
+    for (const num of nums) {
+        m = Math.max(m, num);
+    }
+    // 2. 统计各数字的出现次数
+    // counter[num] 代表 num 的出现次数
+    const counter: number[] = new Array<number>(m + 1).fill(0);
+    for (const num of nums) {
+        counter[num]++;
+    }
+    // 3. 遍历 counter ，将各元素填入原数组 nums
+    let i = 0;
+    for (let num = 0; num < m + 1; num++) {
+        for (let 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
+function countingSort(nums: number[]): void {
+    // 1. 统计数组最大元素 m
+    let m = 0;
+    for (const num of nums) {
+        m = Math.max(m, num);
+    }
+    // 2. 统计各数字的出现次数
+    // counter[num] 代表 num 的出现次数
+    const counter: number[] = new Array<number>(m + 1).fill(0);
+    for (const num of 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 (let 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
+    const n = nums.length;
+    const res: number[] = new Array<number>(n);
+    for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
+        const num = nums[i];
+        res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
+        counter[num]--; // 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 (let i = 0; i < n; i++) {
+        nums[i] = res[i];
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+const nums = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
+countingSortNaive(nums);
+console.log('计数排序（无法排序对象）完成后 nums =', nums);
+
+const nums1 = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
+countingSort(nums1);
+console.log('计数排序完成后 nums1 =', nums1);
+
+export {};
diff --git a/codes/typescript/chapter_sorting/radix_sort.ts b/codes/typescript/chapter_sorting/radix_sort.ts
@@ -0,0 +1,66 @@
+/**
+ * File: radix_sort.ts
+ * Created Time: 2023-04-08
+ * Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
+ */
+
+/* 获取元素 num 的第 k 位，其中 exp = 10^(k-1) */
+function digit(num: number, exp: number): number {
+    // 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
+    return Math.floor(num / exp) % 10;
+}
+
+/* 计数排序（根据 nums 第 k 位排序） */
+function countingSortDigit(nums: number[], exp: number): void {
+    // 十进制的位范围为 0~9 ，因此需要长度为 10 的桶
+    const counter = new Array(10).fill(0);
+    const n = nums.length;
+    // 统计 0~9 各数字的出现次数
+    for (let i = 0; i < n; i++) {
+        const d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位，记为 d
+        counter[d]++;                  // 统计数字 d 的出现次数
+    }
+    // 求前缀和，将“出现个数”转换为“数组索引”
+    for (let i = 1; i < 10; i++) {
+        counter[i] += counter[i - 1];
+    }
+    // 倒序遍历，根据桶内统计结果，将各元素填入 res
+    const res = new Array(n).fill(0);
+    for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
+        const d = digit(nums[i], exp);
+        const j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
+        res[j] = nums[i];         // 将当前元素填入索引 j
+        counter[d]--;             // 将 d 的数量减 1
+    }
+    // 使用结果覆盖原数组 nums
+    for (let i = 0; i < n; i++) {
+        nums[i] = res[i];
+    }
+}
+
+/* 基数排序 */
+function radixSort(nums: number[]): void {
+    // 获取数组的最大元素，用于判断最大位数
+    let m = Number.MIN_VALUE;
+    for (const num of nums) {
+        if (num > m) {
+            m = num;
+        }
+    }
+    // 按照从低位到高位的顺序遍历
+    for (let exp = 1; exp <= m; exp *= 10) {
+        // 对数组元素的第 k 位执行计数排序
+        // k = 1 -> exp = 1
+        // k = 2 -> exp = 10
+        // 即 exp = 10^(k-1)
+        countingSortDigit(nums, exp);
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+const nums = [10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
+              88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996];
+radixSort(nums);
+console.log('基数排序完成后 nums =', nums);
+
+export {};