如何实现C#中的计数排序算法

计数排序是一种简单但有效的排序算法，它可以在O(n+k)的时间复杂度下对一组整数进行排序，其中n是待排序的元素个数，k是待排序的元素范围。

计数排序的基本思想是创建一个辅助数组，用来统计待排序序列中每个元素的出现次数。然后，通过对辅助数组进行求和操作，得到每个元素在有序序列中的位置。最后，根据辅助数组的统计结果，将元素放回原始数组中，完成排序。

下面是C#中实现计数排序算法的具体代码示例：

using System;

class CountingSort
{
    public static void Sort(int[] array)
    {
        if (array == null || array.Length == 0)
        {
            return;
        }

        // 找到待排序序列中的最大值和最小值
        int min = array[0];
        int max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.Length; i++)
        {
            if (array[i] < min)
            {
                min = array[i];
            }
            if (array[i] > max)
            {
                max = array[i];
            }
        }

        // 创建辅助数组count，用于统计待排序序列中每个元素的出现次数
        int[] count = new int[max - min + 1];

        // 统计每个元素的出现次数
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            count[array[i] - min]++;
        }

        // 对辅助数组进行求和操作，得到每个元素在有序序列中的位置
        for (int i = 1; i < count.Length; i++)
        {
            count[i] += count[i - 1];
        }

        // 创建临时数组，用于存储排序结果
        int[] sortedArray = new int[array.Length];

        // 根据辅助数组的统计结果，将元素放回原始数组中
        for (int i = array.Length - 1; i >= 0; i--)
        {
            int index = count[array[i] - min] - 1;
            sortedArray[index] = array[i];
            count[array[i] - min]--;
        }

        // 将排序结果拷贝回原始数组
        Array.Copy(sortedArray, array, array.Length);
    }

    // 测试计数排序算法
    static void Main(string[] args)
    {
        int[] array = { 5, 2, 9, 3, 1, 6, 8, 4, 7 };
        Console.WriteLine("原始数组：");
        PrintArray(array);
        Sort(array);
        Console.WriteLine("排序结果：");
        PrintArray(array);
    }

    // 打印数组
    static void PrintArray(int[] array)
    {
        foreach (int element in array)
        {
            Console.Write(element + " ");
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

以上代码中，我们首先找到待排序序列中的最大值和最小值，然后创建辅助数组count来统计每个元素的出现次数。接下来，通过对辅助数组进行求和操作，得到每个元素在有序序列中的位置。最后，根据辅助数组的统计结果，将元素放回原始数组中，完成排序。

在测试代码中，我们使用一个示例数组来测试计数排序算法。输出结果显示原始数组和排序结果。

通过以上代码示例，我们可以了解到C#中如何实现计数排序算法。计数排序是一种简单但有效的排序算法，尤其适用于待排序序列中元素范围较小的情况。通过掌握计数排序算法的原理和实现方式，我们可以在需要排序的时候选择最适合的排序算法，提高程序的效率。